DETAIL 6/2015 - Analog + Digital

‡ Potenziale neuer digitaler Planungsmethoden ‡ 3D-Druck: Möglichkeiten für den Bau

‡ BIM – digitales Abbild mit großer Informationstiefe

Zeitschrift für Architektur + Baudetail · Review of Architecture · Revue d’Architecture Serie 2015 · 6 · Analog und Digital · Analogue and Digital · Analogique et numérique

Diskussion • discussion 546 Editorial 548 Neue Prozesse in der Planung und Ausführung von Bauwerken

Arnold Walz 552 Architektur der Zukunft

Stephan Trüby

Berichte • reports 560 »Advancing Wood Architecture« – Chancen digital gesteuerter

Produktion im Holzbau

Andreas Gabriel 562 Bücher, Ausstellungen, Online

Dokumentation • documentation 568 Solarladestation Point.One in München

LAVA, Stuttgart 571 Pavillon MoMA PS1 in New York

The Living, New York 574 Fußballstadion in Baryssau

OFIS arhitekti, Ljubljana 577 Hochhaus in Wien

Dominique Perrault, Paris; Hoffman – Janz Architekten, Wien 582

Hauptbahnhof Wien Theo Hotz Partner Architekten, Zürich Ernst Hoffmann, Wien Atelier Albert Wimmer, Wien

588 Museum in Warschau

Lahdelma & Mahlamäki, Helsinki

Technik • technology 596 3D-Drucken im Bauwesen – Stand der Technik und Zukunft des Verfahrens

Daniel Günther 602 Building Information Modeling

André Borrmann 608 Das innovative Potenzial digitaler Planungsmethoden

Thomas Lücking mit Jasmin Dieterle, Julijana Nikolovska-Steimle,

Steffen ­Schünecke, ­Luigi Serra, Tanay S ­ warupam

Produkte • products 616 Digitale Planungs- und Bauprozesse 624 Möbel- und Raumkonzepte 628 Böden 632 Bauphysik 640 Architekt + Industrie 642 DETAIL research 644 Architektur im Dialog 645 Serviceteil 652 Projektbeteiligte /Hersteller /Ausführende Firmen 655 Inhalt Produktinformation /Anzeigenverzeichnis 656 Vorschau 657 Impressum, Fotonachweis

∂ 2015 ¥ 6

655

Inhaltsübersicht Produktinformationen Digitale Planungs- und Bauprozesse Enorm beschleunigte Prozesszeiten und Unterstützung bei der interdisziplinären Arbeit (Graphisoft) 616 Kosten und Budgets im Griff (G&W) 617 Optimale Projektkontrolle (BauerSoftware) 618 Flexibles Controlling-Tool (Kobold) 618 Strategische Partnerschaft (Nemetschek/Trimble) 618 Offener Datenaustausch (Orca) 619 Ortsunabhängiger Workflow (Projekt Pro) 619 Tablet-PC als präzises Entwurfswerkzeug für CAD-Software (Reico) 620 Flexibel und effizient (Autodesk) 620 Digitaler Vergabeprozess (RIB) 621 Dynamik im Arbeitsprozess (ComputerWorks) 621 3D-Druck Softwarelösung (MecSoft) 622 Parametrische BIM-Objekte (BIMobject) 622 Mängeldokumentation (Sander&Lechner) 622 AVA-Software mit umfassenden Neuerungen im Handel (Auer) 623 Möbel und Raumkonzepte Gutes noch besser machen (Andreu World) Design made in Germany (Rolf Benz) Proportion und Textur (Minotti) Authentische Rekonstruktion (Caparol) Danish Living Room – 19 mal nordisches Design unter einem Dach (Erik Jørgensen, Woud, Mater) Zeitloser Sitzkomfort (Zilio Aldo) Tradition neu gedacht (Ton) Farbenfrohes Loungefeeling (Pedrali) Neue Bescheidenheit (Ercol) Verwandlungskünstler (Varaschin) Leichtigkeit mit System (Arper) Massives Leichtgewicht (Zanotta) Vielseitige Tischfamilie (Blå Station) Flexibles Regalkonzept (Zeitraum) Arbeitsplatz mit Anspruch (Wewood) Böden Veredelte Oberfläche (Bauwerk) Samtige Anmutung (Hain) Flüsterboden (Objectflor) Schwarz und edel (Parador) Natürlich schön (Mafi) Webteppichboden unterstützt flexible Bürogestaltung (Carpet Concept)

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Textile Designplanken (Toucan T) Kunstvolle Wiederverwertung (Bolon) Individuelle Raumgestaltung (Nora Systems) Auf den zweiten Blick (Object Carpet) Vielseitig verwendbar (Vorwerk) Moderne Natürlichkeit (Reuber Henning) Neu interpretiert (Bisazza) Tapas und mediterranes Flair in der Innenstadt von Toronto (Ceramiche Refin)

Bauphysik Fachgerechte Sanierung und Abdichtung im Münchner Luxushotel Bayerischer Hof (Mapei) Wärmebrücken im Stahlbau (Schöck) Sommerlicher Wärmeschutz (Evonik) Dämmender Lärmschutz (Homatherm) Transluzenter Blendschutz (Wacotech) Transparenz für Kulturen (Schott) Brandschutzklappen für Holz (Wildeboer) Brandschutz für PV-Anlagen (Siemens) Aktive Brandvermeidung (Wagner) Lizenzierte Sonderlösungen (Theo Schröders) Neue CE-Kennzeichnung (Hörmann) Optischer Anspruch (Schörghuber) Brandschutzsysteme in ungewöhnlich großen Dimensionen (Saint-Gobain Rigips) Flüsterleises Museum (Heradesign) Absorbierende Holzpaneele (Lignotrend) Licht-Akustik-Kombination (Philips) Farbenfrohe Raumgliederung (Nimbus) Deckensegel im XL-Format (Rockwool) Kunstvoller Schallschutz (Sonatech) Architekt+Industrie Matteo Thun/Antonio Rodriguez, Mailand

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632 633 634 634 634 634 635 635 635 636 636 636 637 638 638 638 639 639 639

640

DETAIL research Wohngesundheit unter der Lupe: das Healthy Homes Barometer 642 Architekturqualität im kostengünstigen Wohnungsbau 643 Architektur im Dialog International und regional begeistern – Inspirationen zum Jahr des Lichts (Zumtobel) 526

629

Anzeigenübersicht (US = Umschlagseite) ABACUS Business Solutions GmbH, München ACO Hochbau Vertrieb GmbH, Büdelsdorf Artemide GmbH, Frankfurt AUER Die Bausoftware GmbH, A-Sals-Siezenheim braun-steine GmbH, Amstetten Brillux GmbH & Co. KG, Münster ComputerWorks GmbH, Lörrach G & W Software Entwicklung GmbH, München GLASHÜTTE LIMBURG Leuchten GmbH + Co. KG, Limburg gripsware gmbh, Vogt Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG, Blieskastel KEMMLIT-Bauelemente GmbH, Dußlingen Lindner Group KG, Arnstorf Orca Software GmbH, Neubeuern

619 633 II. US 621 636 613 617 620 557 622 601 IV. US 625 616

PROJEKT PRO GmbH, Aschau im Chiemgau 623 Reico Ges. für Organisationsinnovation Im Architektur-Büro mbH, Kassel 618 Richard Brink GmbH & Co. KG, Schloß Holte-Stukenbrock 637 ROMA KG, Burgau 565 Schöck Bauteile GmbH, Baden-Baden 635 Simonswerk GmbH, Rheda-Wiedenbrück 627 SOLARLUX Aluminium Systeme GmbH, Bissendorf 563 Teckentrup GmbH & Co. KG, Verl 639

Teilen unserer Ausgabe liegen Beilagen der nachstehenden Firmen bei: TRACO GmbH, Bad Langensalza

∂ Zeitschrift für Architektur Review of Architecture 55. Serie 2015 • 6 Analog und Digital ISSN 0011-9571 B 2772 Redaktion: E-Mail: redaktion@detail.de Telefon (0 89) 38 16 20-84 Christian Schittich (Chefredakteur) Johanna Christiansen, Sabine Drey, Andreas Gabriel, Frank Kaltenbach, Julia Liese, Thomas Madlener, Peter Popp, Maria Remter, Edith Walter, Heide Wessely Freie Mitarbeit: Claudia Fuchs, Burkhard Franke, Florian Köhler, Andreas Ordon, Eva Schönbrunner Marion Griese, Emese M. Köszegi, Simon Kramer, Dejanira Ornelas Bitterer (Zeichnungen) Redaktion Produktinformation: produkte@detail.de Tim Westphal, Katja Reich, Hildegard Wänger Übersetzungen englisch: Peter Green

Editorial

Analog und Digital Der Einsatz digitaler Planungswerkzeuge für die Architektur ist heute selbstverständlich und oft stehen analoge und digitale Hilfsmittel im Planungsprozess gleichberechtigt nebeneinander. Die in diesem Heft vorgestellten Projekte sind auf unterschiedliche Weise von komplexen Geometrien geprägt. Einige waren so nur mit digitalen Mitteln realisierbar, wie das neue jüdische Museum in Warschau, dessen innere Freiformen im Kontrast zum kubischen Baukörper stehen. Andere wurden weitgehend analog umgesetzt, wie der Hy-Fi-Pavillon für das MoMA auf Long Island, dessen Mauersteine in einem experimentellen Fertigungsverfahren entstanden.

Zusätzliche Hintergrundinformationen bieten Diskussionsbeiträge zu den Auswirkungen der Digitalisierung auf die Architektur sowie Fachartikel zum 3D-Druckverfahren und zum Thema BIM. Sowohl die theoretischen Hintergründe als auch die Einbindung in die Planungspraxis werden ausführlich beleuchtet.

Verlag und Redaktion: Institut für internationale ArchitekturDokumentation GmbH & Co. KG Hackerbrücke 6 80335 München

Anzeigen: E-Mail: anzeigen@detail.de Telefon (0 89) 38 16 20-48

Vertrieb & Abonnement: E-Mail: detailabo@vertriebsunion.de Telefon (0 61 23) 92 38-211 Vertriebsunion Meynen Große Hub 10 65344 Eltville

Digital planning has found a quite normal place in architecture today, and in many cases, analogue and digital technologies stand alongside each other on an equal footing. The projects in this issue of DETAIL are distinguished by their complex geometry. Some, like the new Jewish museum in Warsaw, would not have been possible without digital means. Others, like the MoMA Pavilion on Long Island, were implemented largely on an analogue basis. Further sections of the journal provide information on the role of digitalization in architecture, on 3D printing in building and on the subject of building information modelling (BIM).

www.detail.de

Diskussion  discussion

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2015 ¥ 6 ∂

Neue Prozesse in der Planung und ­Ausführung von Bauwerken New Processes in the Planning and ­E xecution of Buildings Materialwechsel

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Arnold Walz 112 111 110 109 108 107 106 105 104 103 102 101 100

1.203 1.103 1.003 0.902 0.802 0.702 0.602 0.501 0.401 0.301 0.201 0.100 0.000

Punkt

1

Die Arbeitsproduktivität im Bauwesen hat sich in den letzten Jahrzehnten nach Zahlen des Statistischen Bundesamts nur wenig verändert und ist sogar leicht gesunken. Daran hat offensichtlich auch die Einführung von EDV und CAD nichts geändert. Was also läuft falsch im Baugeschehen? designtoproduction (dtp) bearbeitet seit 25 Jahren anspruchsvolle Architekturprojekte mit neuen Planungsmethoden und generiert Datensätze für die digitale Fertigung.

Diese Erfahrung würde unser Büro gerne auch auf eher konventionelle Bauaufgaben übertragen. Aus unserer Sicht sollten wir aber nicht nur die Produktivität im Bauwesen erhöhen, ­sondern auch den Gestaltungsspielraum der Architekten erweitern.

Viele der bisherigen Rationalisierungsbemühungen der Bauindustrie waren gleichzeitig mit einer Einschränkung an Gestaltungsmöglichkeiten verbunden, ohne aber letztendlich die Gesamtproduktivität zu erhöhen.

Um die Ergebnisse solcher Bemühungen bewerten zu können, sind zunächst jedoch architektonische Ziele erforderlich: Was soll morgen anders sein als heute? Wie soll unsere gebaute Umwelt in Zukunft aussehen und wie wollen wir in der Zukunft wohnen und arbeiten?

Folgt man Kritiken und Berichten in den Feuilletons namhafter Zeitschriften, so scheint es, dass nicht nur »wie« wir heute bauen, sondern auch »was« wir heute bauen, nicht mehr zeitgemäß ist. Dies trifft sowohl für das Innere eines Gebäudes zu als

2

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Y

0.000 -0.100 -0.200 -0.301 -0.401 -0.501 -0.601 -0.702 -0.802 -0.902 -1.002 -1.103 -1.203 -1.303 -1.403

1.232 1.233 1.235 1.237 1.242 1.247 1.252 1.259 1.265 1.272 1.280 1.289 1.297 X

Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S TYP

1.297 1.307 1.316 1.326 1.337 1.348 1.361 1.374 1.387 1.401 1.420 1.441 1.462 1.484 1.508

Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S Typ_S

1000289 2.234 -0.205 TYP_1 1000290 2.041 -0.122 TYP_1 ----- 1.855 -0.055 P-Naht 1000291 1.843 -0.051 TYP_1 1000292 1.641 0.005 TYP_1 1000293 1.434 0.047 TYP_1 1000294 1.226 0.075 TYP_1 1000295 1.016 0.090 TYP_1 1000296 0.805 0.092 TYP_1 1000297 0.595 0.083 TYP_1 1000298 0.396 0.064 TYP_1 1000299 0.197 0.036 TYP_1 1000300 0.000 0.000 TYP_1 Punkt

Y

X

TYP

1000300 0.000 0.000 TYP_1 1000301 -0.195 -0.044 TYP_1 1000302 -0.442 -0.109 TYP_2 1000303 -0.732 -0.202 TYP_2 1000304 -1.018 -0.308 TYP_2 1000305 -1.298 -0.427 TYP_2 1000306 -1.573 -0.557 TYP_2 ----- -1.739 -0.642 P-Naht 1000307 -1.843 -0.698 TYP_2 1000308 -2.108 -0.847 TYP_2 1000309 -2.325 -0.979 TYP_1 1000310 -2.537 -1.119 TYP_2 1000311 -2.786 -1.293 TYP_2 1000312 -3.033 -1.469 TYP_2 1000350 -3.285 -1.647 TYP_2

TYP_0 TYP_2 1000150 1000282 TYP_1 1000283 TYP_2 1000284 TYP_1 1000285 TYP_1 1000286 TYP_1 1000287 TYP_1 1000288 TYP_1 1000289 TYP_1 1000290 P-Naht TYP_1 1000291 TYP_1 1000292 TYP_1 1000293 TYP_1 1000294 TYP_1 1000295 TYP_1 1000296 TYP_1 1000297 TYP_1 1000298 TYP_1 1000299 TYP_1 1000300

Materialwechsel

128 129 127 126 125 124 123 122 121 120 119 118 117 116 115 114 113 112 111 110 109 108 107 106 105 104 103 102 101 100

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1100150TYP_0 1100150 TYP_0 1100283TYP_2 1100283 TYP_2 1100284TYP_1 1100284 TYP_1 1100285 TYP_1 1100286TYP_1 1100286 TYP_1 1100287TYP_1 1100287 TYP_1 1100288TYP_1 1100288 TYP_1 1100289TYP_1 1100289 TYP_1 1100290TYP_1 1100290 TYP_1 1100291TYP_1 1100291 TYP_1P-Naht ----1100292TYP_1 1100292 TYP_1 1100293 TYP_1 1100294 TYP_1 1100295 TYP_1 1100296 TYP_1 1100297 TYP_1 1100298 TYP_1 1100299 TYP_1 1100300 TYP_1

133 132 230 229 228 227 226 225 224 223 222 221 220 219 218 217 216 215 214 213 212 211 210 209 208 207 206 205 204 203 202 201 200

Punkt

Abwicklung Feld 9-10 Bahn_2-1 (oben) und Bahn_2-2 (unten) TYP_1 1000300 TYP_1 1000301 TYP_2 1000302 TYP_2 1000303 TYP_2 1000304 TYP_2 1000305 TYP_2 1000306 P-Naht 1000307 ----TYP_2

100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 125 126232 233124

TYP_2 1000308 TYP_1 1000309 TYP_2 1000310 TYP_2 1000311 TYP_2 1000312 TYP_2 1000350

auch für seine Außenwirkung, den Stadtraum, den Stadtteil oder das Quartier. ­Während unser aller individueller Egoismus oftmals gut ausgeprägt ist, vernachlässigen wir eine Art »kollektiven« Egoismus, das heißt, die Frage, was wir als Gruppe oder Gesellschaft in Zukunft erreichen wollen. ­Eine Gesellschaft, die keine gemeinsamen Ziele mehr formulieren kann, hat vermutlich auch keine Zukunft.

Sowohl die Planungs- als auch die Fertigungsinfrastruktur im Bauwesen sind gewissermaßen »atomisiert« – oft sind viele kleine Büros und Firmen mit durchschnittlich wenigen Mitarbeitern beteiligt. Ich glaube nicht, dass man diese etablierte Bauinfrastruktur in absehbarer Zeit ändern kann und schlage deshalb vor, einen komplett neuen Bauentstehungsprozess zu schaffen, der mit dem vorhandenen in konstruktiver Konkurrenz stehen soll.

Planung Es ist davon auszugehen, dass sich die wesentliche Aufgabe des Architekten, der Entwurfsprozess, am schwierigsten automatisieren lassen wird, da beim Architekten alle, zum Teil auch widersprüchliche Anforderungen zusammenkommen und er daraus ein sinnvolles Ganzen formen muss.

Auch lange Zeit nach der Einführung von CAD und zehn Jahre nach der Vorstellung von BIM-Programmen gelingt es nur wenigen Architekten, am Ende einer Planung konsistente, standardisierte Datensätze als Ausgangspunkt für die weitere Bearbeitung zur Ver­fügung zu stellen. Das liegt daran, dass weder CAD-Software noch BIM-Programme eine Schnittstelle zur Produktion vorsehen. Solche Datensätze sind für digitalisiertes Bauen aber unabdingbar.

Es ist verständlich, dass sich Nachunternehmer (Fachingenieure, Investoren, Bauunternehmer...) als Ergebnis architektonischer Planung konsistente Datensätze wünschen, auf denen sie automatisierte Prozesse aufsetzen können. Der neue Anlauf (seit mehr als zehn Jahren) in diese Richtung heißt Building Information Modeling (BIM). Dieser stellt sich bisher jedoch wenig transparent

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200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 229228

1100289 2.248 7.928 TYP_1 1100290 2.055 8.010 TYP_1 1100291 1.856 8.077 TYP_1 ----- 1.855 8.077 P-Naht 1100292 1.652 8.129 TYP_1 1100293 1.445 8.167 TYP_1 1100294 1.236 8.190 TYP_1 1100295 1.026 8.199 TYP_1 1100296 0.815 8.195 TYP_1 1100297 0.605 8.180 TYP_1 1100298 0.396 8.153 TYP_1 1100299 0.196 8.118 TYP_1 1100300 0.000 8.075 TYP_1

1100300 TYP_1 1100300TYP_1 1100301 TYP_1 1100301TYP_1 1100302 TYP_2 1100302TYP_2 1100303 TYP_2 1100303TYP_2 TYP_2 1100304TYP_2 1100304 1100305TYP_2 1100305 TYP_2 1100306TYP_2 1100306 TYP_2 ----P-Naht 1100307TYP_2 1100307 TYP_2

1100308TYP_2 1100308 TYP_2 1100309TYP_1 1100309 TYP_1 1100310TYP_2 1100310 TYP_2 1100311 TYP_2 1100312TYP_2 1100350TYP_2

Y

X

TYP

1100300 0.000 8.075 TYP_1 1100301 -0.194 8.025 TYP_1 1100302 -0.442 7.949 TYP_2 1100303 -0.733 7.845 TYP_2 1100304 -1.019 7.728 TYP_2 1100305 -1.300 7.598 TYP_2 1100306 -1.575 7.457 TYP_2 ----- -1.740 7.366 P-Naht 1100307 -1.844 7.307 TYP_2 1100308 -2.109 7.148 TYP_2 1100309 -2.325 7.006 TYP_1 1100310 -2.538 6.859 TYP_2 1100311 -2.789 6.681 TYP_2 1100312 -3.039 6.501 TYP_2 1100350 -3.294 6.312 TYP_2

212 211 210 209 208 207 206 205 204 203 202 201 200

1.203 1.103 1.002 0.902 0.802 0.702 0.601 0.501 0.401 0.301 0.200 0.100 0.000

Punkt 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214

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0.000 -0.100 -0.201 -0.301 -0.401 -0.501 -0.602 -0.702 -0.802 -0.902 -1.003 -1.103 -1.203 -1.243 -1.263

4.111 4.114 4.119 4.124 4.129 4.135 4.141 4.147 4.154 4.162 4.170 4.179 4.188

S S S S S S S S S S S S S

X

TYP

4.188 4.197 4.207 4.217 4.228 4.239 4.250 4.260 4.269 4.275 4.281 4.288 4.295 4.297 4.298

S S S S S S S S S S S S S S S

dar und wirft viele Fragen auf. Wer möchte diesen Datensatz zu welchen Zwecken nutzen und welche Anforderungen kommen in der Zukunft noch hinzu? Wie sind die Verantwortlichkeiten und die Honorare geregelt? Sind die Programme so strukturiert, dass Fehler, die zu falschen Auswertungsergebnissen führen, vermieden werden? Oder gibt es Werkzeuge, mit denen man Fehler erkennen und korrigieren kann? Die Interessenlage scheint klar, aber warum beteiligen sich so wenige Architekten an der Entwicklung dieser Produkte? Sie laufen dadurch Gefahr, letztendlich mit Werkzeugen arbeiten zu müssen, die ihren Anforderungen nicht entsprechen.

Britische BIM-Anforderungen gehen von ­einer Detailtiefe von 1:50 aus (also davon, was früher in einem 1:50-Plan mit Tusche noch darstellbar war) und sehen keinerlei Schnittstelle zur Produktion vor. Das mag aus angelsächsischer Sicht hinreichend sein, da man dort weit mehr auf standardisierte Details zurückgreifen kann. Ob man damit jedoch den deutschen Planungsstil hinreichend abbilden kann, bleibt fraglich.­ Die entscheidende Frage ist, ob solch ein Tool nicht eine Planungs- und Produktionsweise stabilisiert, die wir eigentlich über­ winden sollten. Schließlich kann ein Planungswerkzeug, das keine funktionierende Anbindung an die Produktion vorsieht, aus heutiger Sicht kaum sinnvoll sein.

Produktion Vor zehn Jahren haben wir in unserem Büro bereits automatisiert Datensätze erzeugt, mit denen man die Produktion bestimmter Bauteile steuern konnte: 2001 generierte designtoproduction die Zuschnittsdaten für den BMW-Pavillon auf der IAA Frankfurt (Abb. 1).

2005 erfolgte die Generierung der Schaltafelzuschnitte für die doppelt gekrümmten Sichtbetonflächen im Mercedes-Benz Museum Stuttgart (Abb. 3 – 5).

Ebenfalls 2005 erstellten wir die Fräsdaten für die Oberflächenstrukturierung der Last­ wagenteststrecke im Mercedes Benz-Werk Wörth.

∂ 2015 ¥ 6

Diskussion

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Arnold Walz studierte Architektur und Stadtplanung an der Universität Stuttgart mit Schwerpunkt Baukon­ struktion und Planungstheorie. Als einer der ersten ­Architekten in Europa entwickelte er parametrisch-­ assoziative CAD-Modelle für die Planung geometrisch anspruchsvoller Architektur und war unter anderem für die Umsetzung der komplexen Geometrie des von UN-Studio entworfenen Mercedes-Benz Museums in Stuttgart verantwortlich. 2006 gründete er mit Fabian Scheurer die Firma »designtoproduction«.

Arnold Walz studied architecture and urban planning at the University of Stuttgart, with a focus on building construction and planning theory. He was one of the first architects in Europe to develop parametric associative CAD models for the planning of geometrically demanding architecture and was responsible, among other things, for the implementation of the complex geometry of the Mercedes-Benz Museum in Stuttgart, designed

by UNStudio. In 2006, together with Fabian Scheurer, he founded the company “designtoproduction”.

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of data on which automatic processes can be based. For more than 10 years now, the new direction has been “building information modelling (BIM)”, which has not been very transparent so far. The interests involved seem clear, but why do so few architects concern themselves for the development of such products? According to British BIM requirements, work is carried out to a 1:50 depth of detail (i.e, what used to be depicted in a 1:50 drawn plan), and no interface to production is foreseen. Maybe that is adequate from an AngloSaxon point of view, since it is possible to turn to standardized details to a much greater extent there, but I doubt whether that applies in other countries like Germany. Admittedly, some architects should stop seeking to reinvent the wheel every day anew, but a planning tool that envisages no link with the production stage makes little sense any more.

Production Ten years ago, we as architects (dtp) were already creating automated data sets that could be used for the production of certain building components. In 2001, designtoproduction generated the cutting data for the BMW pavilion at the International Motor Show (IAA) in Frankfurt am Main. This was followed in 2005 by panels for the double-curved exposedconcrete surfaces in the Mercedes-Benz ­Museum in Stuttgart. Also in 2005, dtp cre­ ated the milling data for the surface structure of the lorry test track at the Mercedes-Benz works in Wörth.

Digitally controlled production has nevertheless not properly established itself in building.

Archaic processes are sometimes supported by digital technology, but almost never by the data sets made available by the architects. As a rule, architectural programs provide a 3D model for visualization purposes, but only two-dimensional plans for the clients and firms to work with. Admittedly, many building processes, especially in the carcass structure stage, would be difficult to digitalize (with the exception of timber construction). Over the past 25 years, however, by using the appropriate tools, designtoproduction has been able to optimize flexibility and productivity

in planning complex architectural geometry.

In 2001, for example, from a parametrically generated model of the roof of the new Lufthansa headquarters in Frankfurt am Main, we were able to create within two weeks over 100 A0 plans to a scale of 1:50 with more than 600 different sections and elevations, including dimensions and annotations.

In only two to three weeks, a variation of the facade of the Peek & Cloppenburg building in Cologne (Renzo Piano Building Workshop, Paris) can be drawn by hand with a mouse. In the same period of time, a program can be written that will do this in ten minutes.

Outlook for the future Conventional details can be created in part by digital means, but that is only a half measure.

Digital details can be adapted to different marginal conditions. They can organize their own make-up; and they can considerably reduce the amount of auxiliary construction required for assembly.

We have applied this principle in a number of projects. See, for example, the solar loading station on page 568, which demonstrates what the inclusion of simple digital production processes allows in terms of planning. Starting from the design by LAVA Architects for a double-curved form that is resolved into a lattice-shell structure consisting of two layers of beams, a number of requirements had to be taken into account in developing the (digital) constructional details: geometric relationships, material properties, means of assembly, structural aspects, finishing tolerances and, last but not least, the whole question of aesthetics. All this was handled by means of a parametrically controlled script, from which an overall digital model was generated. It was possible to derive the production data from this in automated form, and finally the individual elements were digitally manufactured ­(laser cutting, milling, etc.). For this process, no conventional planning documents were necessary. It proved possible to assemble the component parts on the basis of individual coding and supporting 3D PDF data.

The procedure described in the examples given can be regarded as an individual BIM, be- 9

cause in the planning phase, we create structured, consistent sets of data from which the corresponding information can be derived ­later, when concrete requirements exist on the planning and production side. This presupposes a different kind of thinking, of course: in terms of hierarchies, dependencies, rules and processes.

Successful planning depends above all on not forgetting anything that is crucial to the fulfilment of an assignment. That, in turn, is a matter of training, experience, imagination – in other words, of professional thinking. Modern planning tools will be of only limited aid to us in this. There is no sense in combining tools of this kind with a theoretical planning approach that dates from the previous century.

One of the goals of our present work is to derive visions and concepts for the future from a critical assessment of our planning and production reality in the world of construction.

That it is not sufficient to focus on individual aspects is already evident. A confident overview is needed in order to take concrete steps in the direction of a new planning and building culture.

Edition

Frei Otto – forschen, bauen, inspirieren NEU Mai 2015.

Irene Meissner, Eberhard Möller.

Ca. 112 Seiten mit zahlreichen Abbildungen. Format 19 × 23,5 cm.

Zweisprachige Ausgabe: Deutsch/Englisch.

ISBN 978-3-95553-252-9 Hardcover: € 34,– ∂ Special

»Er ist eine Inspiration.«

(Norman Foster)

Kein anderer Architekt hat dem Bauen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts so viele Anregungen und Impulse gegeben wie Frei Otto. Lord Norman Foster nannte den großen Pionier der Leichtbauweise schlicht »eine Inspiration«. Er erforschte die Grundlagen zu ressourcenschonendem und energieeffizientem Bauen lange bevor diese Themen in den Fokus der breiten Öffentlichkeit rückten. Mit der Einbeziehung der Nutzer in die Bauplanung sowie der Berücksichtigung klimatischer und örtlicher Gegebenheiten wies er dem Bauwesen neue Wege.

Die Publikation gibt Einblicke in alle wichtigen Aspekte seines Schaffens. In dessen Zentrum stand die Suche nach natürlichen Konstruktionen und die Erforschung von Formfindungs- sowie Selbstbildungsprozessen. Dazu entwickelte er mit Membran-, Seilnetz- und wandelbaren Dächern, mit Schirmen, Gitterschalen und pneumatischen Konstruktionen ein ganzes Universum an Ideen. Das Buch stellt seine wichtigsten Arbeiten vor und zeigt, wie seine Vorstellungen weltweit aufgegriffen und fortgeführt wurden.

The competition for the constructions of the 1972 Olympic Games in Munich was won by the architectural firm Behnisch & Partner from Stuttgart, with an inspiring design that was obviously and demonstrably influenced by the shape and structure of the Montreal pavilion. In view of the fact that the spans are about three times those of the Montreal pavilion, the roof construction is however considered as very bold. After months of discussions, Frei Otto, who had not participated in the competition himself, was able to convince local and international experts that such a roofscape could indeed be realised. Together with the architects and the engineering office Leonhardt + Andrä, he was entrusted with the development and construction of the roofs. The spectacular roofing of the main sports facilities in the Olympiapark Munich finds worldwide acclaim. It was voted Germany’s best construction in a survey held by an architecture magazine in 2002, followed by Sanssouci Palace in Potsdam and Cologne Cathedral. Frei Otto was substantially involved in the development and construction of the lightweight cable net roofs covering a total area of approximately 70,000 m2. The apparently weightless roofs floating above the grounds are an extraordinary collective achievement by the architects and engineers involved.

In consequence to the international renown of his work, Frei Otto – together with the architectural office Gutbrod and the engineers at BuroHappold – was commissioned with the construction of a multi-purpose hall for 5,000 spectators in Jeddah, Saudi Arabia. The team planned a double-walled, rear-ventilated tent construction with a cable net support structure, which manages without airconditioning systems during the more temperate periods of the year. Translucent building materials admit glare-free light inside the hall. The natural shape and dusty patina of the structure calls to mind a special kind of desert dune.

Olympiadächer München Olympia roofs,Munich (I.21)

Mit einem begeisternden Entwurf, der so offensichtlich wie nachweislich von Form und Struktur des Montreal-Pavillons beeinflusst ist, gewann das Architekturbüro Behnisch & Partner aus Stuttgart den Wettbewerb für die Bauten der Olympischen Spiele 1972 in München. Aufgrund der im Vergleich zum Montreal-Pavillon etwa dreimal größeren Spannweiten ist die Konstruktion der Dächer jedoch sehr kühn. Erst nach monatelangen Diskussionen konnte Frei Otto, der selbst nicht am Wettbewerb teilgenommen hatte, die lokale und internationale Fachwelt von der Realisierbarkeit einer derartigen Dachlandschaft überzeugen. Gemeinsam mit den Architekten und dem Ingenieurbüro Leonhardt + Andrä wurde ihm die Entwicklung und der Bau der Dächer anvertraut.

Darstellung einige seiner wichtigsten Arbeiten: Vom Zeltbau in Montreal über die Münchner Olympia-Dachlandschaft bis zu den Berliner Ökohäusern Neue Formen des leichten und natürlichen, des anpassungsfähigen und veränderbaren Bauens Einblick in die interdisziplinären Forschungsprojekte

Überdachung der Hauptsportstätten Roofing for the Main Sports Facilities Olympiapark München Munich (I.21)

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Seilnetze Cable nets

Olympiadächer München Olympia roofs,Munich (I.21)

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Frei Ottos Arbeit als Inspirationsquelle für Architekten und Ingenieure weltweit

www.detail.de/frei-otto

Berichte  reports

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»Advancing Wood Architecture« – Chancen digital gesteuerter Produktion im Holzbau

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Digitale Entwurfs- und Fertigungsverfahren haben die konstruktiven und architektonischen Möglichkeiten im Holzbau revolutioniert. Holz wurde als nachhaltiges und leistungsfähiges Baumaterial in den vergangenen Jahren fast »neu erfunden«. Ein eintägiges Symposium im großen Auditorium des Deutschen Architekturmuseums in Frankfurt unter dem Titel »Advancing Wood Architecture« Ende März lieferte den Anstoß zu einer Diskussion über neue Perspektiven im Holzbau. Vier international renommierte europäische Forschergruppen – darunter das veranstaltende Institut für Computerbasiertes Entwerfen der Universität Stuttgart – präsentierten dort jüngste Entwicklungen und Strategien anhand von Bauprojekten und Forschungsarbeiten. So bot die Veranstaltung einen Überblick über einige Pionierprojekte des innovativen Holzbaus der vergangenen Jahre, hielt aber auch Überraschendes bereit, das eine spannende Entwicklung für die Zukunft erwarten lässt.

Das Team von Gramazio Kohler Research (Lehrstuhl für Architektur und Digitale Fabrikation an der ETH Zürich) beschäftigt sich seit Langem mit der roboterisierten Herstellung komplexer Holzkonstruktionen.

Matthias Kohler spricht von einem neuen Paradigma der automatisierten Baukonstruktion. Zum Material kommen die im Rechnermodell jederzeit abrufbaren Informationen über die Eigenschaften und Einbaupo-

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sition jedes Elements hinzu. Nachdem bei Projekten wie dem automatisiert errichteten »Wooden Tree« der Roboter vor allem die korrekte Positionierung stabförmiger Holzbauteile übernommen hatte und die Verbindungen manuell ausgeführt wurden, steht nun die Automatisierung des Verbindungsvorgangs im Fokus der Forscher. Neben geschraubten werden auch Leimverbindungen untersucht – der Roboter erlaubt dabei, mit extrem kurzen Abbindezeiten zu arbeiten, da Teile auch bei komplexen räumlichen Strukturen sehr schnell in die vorgesehene Position gebracht werden können. Neben Prototypen roboterisiert hergestellter Holzfassaden, deren geschuppte Oberfläche guten Wetterschutz und eine reizvolle ornamentale Wirkung vereinen, stellte die Forschergruppe der ETH auch eine mehrachsig gekrümmte Dachkonstruktion vor, mit der ein Sprung zum großen Maßstab gelingt. Die etwa 80 m lange und 28 m breite Holzstruktur wird das Gebäude auf dem Campus der ETH überdecken, in dem das Roboter-Labor der Hochschule untergebracht wird (Abb. 1). Das Gebäude des In­ stituts für Technologie in der Architektur (ITA) soll im September 2016 eröffnet werden – große Teile der Dachkonstruktion sind bereits produziert. Sie setzt sich aus unterschiedlich geformten, vollautomatisch produzierten nebeneinander liegenden Bindern in Dachquerrichtung zusammen. Diese wer-

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den aus insgesamt 384 m3 Holz in Form von über 48 000 Einzelelementen automatisiert zusammengefügt.

Die Forscher des Labors für Holzkonstruktion an der EPFL Lausanne (IBOIS) stellten unter anderem ihre Untersuchungen zur statischen Leistungsfähigkeit von Geflechten aus Holzwerkstoff-Streifen vor. Yves Weinand legte dar, wie auch die Analyse und Neuinterpretation historischer Konstruktionen, wie etwa der Zollinger-Dächer, in die Forschungsarbeit einfließt. Besonders spannend sind die Studien am IBOIS zur inte­ grierten Verbindungstechnik von Holzwerkstoffen. Mehrachsig gesteuerte Fräsen erlauben etwa die Herstellung komplexer schwalbenschwanzartiger Verbindungen mit jeweils individuellen Anschlusswinkeln (Abb. 2). Bei entsprechender Ausformung können die Verschiebungsachsen der Bauteile zudem so begrenzt werden, dass keine weitere Fixierung erforderlich ist. Sogar selbstsichernde »Klick«-Verbindungen konnten in Holzwerkstoffplatten integriert und an Prototypen erprobt werden.

Das Institut für Computerbasiertes Entwerfen (ICD) der Universität Stuttgart unter Leitung von Achim Menges konnte nach einer ganzen Reihe dort entwickelter innovativer Pavillons in Holzkonstruktion mit unterschiedlichen Fügungstechniken kürzlich ein Gebäude größeren Maßstabs in weitgehend durchgängiger digitaler Prozesskette reali-

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Das sequenzielle Dach, Arch_Tec_Lab, Gramazio Kohler Research, ETH Zürich 2 Struktur aus Sperrholzplatten mit integrierten ­Verbindungselementen, IBOIS, EPFL Lausanne 3 Schutzdach zur Holztrocknung, Design & Make Hooke Park, Architectural Association London 4 –7 Ausstellungshalle der Gartenschau in Schwäbisch Gmünd, ICD / ITKE / IIGS, Universität Stuttgart 4 Schnitt Maßstab 1:400 5 Verbindung der Sperrholzelemente 6 mehrschichtiger Aufbau der Gebäudehülle 7 Aufbau der Schalenstruktur

Berichte

am Symposium beteiligte Forschergruppen: Gramazio Kohler Research, ETH Zürich Matthias Kohler, Volker Helm, Ania Apolinarska www.gramaziokohler.arch.ethz.ch IBOIS, EPFL Lausanne Yves Weinand, Christopher Robeller, Sina Nabaei www. ibois.epfl.ch Institut für Computerbasiertes Entwerfen/Institute for Computational Design (ICD), Universität Stuttgart Achim Menges, Tobias Schwinn, Oliver David Krieg Design & Make Hooke Park, Architectural Association London Martin Self, Glen Stellmacher, Yingzi Wang www.designandmake.aaschool.ac.uk

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nische Situationen prägen können, hat das ICD mit der Entwicklung von Holzlamellen gezeigt, die sich unter Einfluss der umgebenden Luftfeuchtigkeit verformen. Diese wurden bereits als Installation im Centre Pompidou in Paris sowie bei einem Pavillon des FRAC (Fond regional d’art contemporain) in Orleans eingesetzt.

Das von Martin Self geleitete Programm Design & Make der Londoner AA School of

Architecture ermöglicht den teilnehmenden Studenten, in der Waldlandschaft des Hoo​ke-Parks im Südwesten Englands holztechnologische Forschung mit der eigenhändigen Errichtung von Holzbauten als Prototypen zu verknüpfen. Die experimentellen Projekte verbinden neuartige Herstellungstechnologie mit der Verwendung von Holz aus dem umgebenden Wald. Für einen Schutzbau zur Lagerung und Trocknung des Holzes zukünftiger Bauten etwa wurde eine Gitterschale aus dampfgebogenem Birkenholz entwickelt, die eine Membranhülle trägt (Abb. 3). Die gekurvten Außenwände eines Biomasse-Heizhauses dagegen bestehen aus ausgesuchten, in entsprechender Krümmung gewachsenen Holzstämmen, die vor Fällung in einem Scanverfahren erfasst wurden.

Insgesamt zeigen die vorgestellten Forschungsergebnisse und Projekte, dass die neuesten rechnergestützten Holzbautechnologien ihre Stärken vor allem dort ausspielen, wo es um komplexe Strukturformen geht. Folgen die Anschlüsse der Teile untereinander keiner einfachen Regel mehr, wie es im traditionellen Holzbau der Fall war, so rückt die automatisierte Verbindungsherstellung in den Fokus. Erkenntnisse aus den Forschungsprojekten fließen inzwischen auch in großmaßstäbliche Bauwerke ein. Es lohnt sich, diese spannende Entwicklung im Auge zu behalten.

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sieren. Die Ausstellungshalle der Gartenschau in Schwäbisch Gmünd ist als innovative leichte Schalenstruktur aus Sperrholzelementen errichtet, die mit Robotern gefertigt wurden. Die Gebäudehülle besitzt einen mehrschichtigen Aufbau mit allen zur Erfüllung der bauphysikalischen Anforderungen erforderlichen Schichten (Abb. 4 – 7). Dass auch ungewöhnliche Elemente, fantasievoll eingesetzt, räumliche und damit architekto-

Verkleidung 1 Dreischichtplatten Lärche 2 Abdichtung EPDM-Bahn 3 Holzfaserplatte 35 mm 4 Dampfsperre 5 Buchensperrholz 50 mm Verbindung 6 Kreuzschlitzschraube 6

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Ausstellungen

Zoom! Architektur und Stadt im Bild Architektur, Stadt und Gesellschaft sind die Schlüsselthemen der aktuellen Fotoausstellung der TU München in der Pinakothek der Moderne. Die Ausstellung bietet Künstlern den Raum, Fotografien und Videoarbeiten zu zeigen, die sich einer untypischen Sichtweise auf die gebaute Umwelt und ihrer Protagonisten bedienen. Wie eine Stadt oder eine Architektur durch die sozialen, kulturellen und wirtschaftlichen Einflüsse der Bewohner geprägt wird, verdeutlicht sich in den Fotografien. Die mit der fortschreitenden Urbanisierung einhergehenden Probleme wie soziale Ungleichheit, wachsende Slums sowie das Phänomen schrumpfender Städte stellt die Architektur unserer Tage auf die Probe.

Das Interesse, für den Einzelnen gut nutzbare Bedingungen zu schaffen, rückt durch wirtschaftliche Faktoren zunehmend in den Hintergrund. Nach klassischer Ansicht stellt die Architekturfotografie ein Kommunikationsmittel zwischen Architekt und der breiten Öffentlichkeit dar. Die Wechselbeziehungen zwischen Architektur und Mensch, zwischen Gesellschaft und ihrer Umwelt werden in dieser Ausstellung hervorgehoben, da die fotografierten Räume mit den sie belebenden Menschen hier weniger puristisch anmuten. Der Ausstellungsraum im Architekturmuseum wird durch schlichte weiße Präsentationsboards mit hellblauen Stirnseiten definiert: Jeder Künstler differenziert sich von den anderen durch eigene Formate, Bildeinfassungen oder auch durch eine digitale Präsentation mittels Projektor oder Bildschirm. Eine Auswahl an Bildern aus Ländern wie Deutschland, Italien, Nigeria, Ägypten oder China von Fotografen wie Iwan Baan, Roman Bezjak und 16 weiteren, ergänzt durch ausführliche Hintergrundinformationen, kann in Form von Handouts mitgenommen werden.

David Heilinger bis 21.6.2015, Architekturmuseum München www.architekturmuseum.de Ausstellungskatalog: Andres Lepik, Hilde Strobl (Hg.), Verlag der Buchhandlung Walther König, Köln 2015, Text dt./engl., 208 S., ISBN 978-3-86335-735-1, € 29,80

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Souto de Moura 1980–2015

Michael Beutler. Moby Dick

Eduardo Souto de Moura ist einer der wesentlichen Vertreter der zeitgenössischen portugiesischen Architektur. In der Entwurfstradition der Escola do Porto verbindet er den Respekt vor regionalen Bautraditionen mit einer reduzierten, die Moderne fortführenden Formensprache. Souto de Mouras Werk hat früh internationale Anerkennung und Einfluss gewonnen. Auf die Mitarbeit bei Álvaro Siza, einer der prägenden Persönlichkeiten dieser Schule, folgten auch gemeinschaftliche Projekte. Souto de Moura in einem Pavillon auf der Raketenstation der Stiftung Insel Hombroich auszustellen, der von Álvaro Siza mit Rudolf Finsterwalder 1995 –2008 im Kontext der skulpturalen Bauten des Bildhauers Erwin Heerich für die Stiftung Insel Hombroich entworfen wurde, erweist sich als schlüssig. Mit Modellen, ­Plänen, Skizzen und Fotografien zeigt die Stiftung Insel Hombroich gemeinsam mit dem Bund Deutscher Architekten BDA ­Entstehungsprozesse und Realisierungen zwischen 1980 und 2015. Ausstellung und zweisprachiger Katalog sind in enger Absprache mit Souto de Moura konzipiert. bis 23.8.2015, Siza Pavillon, Raketenstation Hombroich, Neuss, www.inselhombroich.de

Diese Ausstellung ist ein Experiment. Michael Beutler – Ingenieur, Erfinder, Situationist, Bildhauer, Baustellenleiter und vieles mehr – ist bekannt dafür, mit seinen Arbeiten auf gegebene architektonische und soziale Situationen zu reagieren. Mit seiner Installation »Moby Dick« in der historischen Halle des Hamburger Bahnhofs in Berlin führt er diese Idee fort. Er wird regelmäßig mit seinem Team an unterschiedlichen Teilen der Ausstellung weiterarbeiten. Die so entstehende Installation hat prozesshaften Charakter, wird sich verändern, wachsen, fortsetzen, und das vor den Augen der Besucher.

Beutler greift Formen der originalen Bahnhofsarchitektur auf und verwandelt sie in installative, labyrinthische Bauten aus weißem Schalmaterial. Zugleich finden sich über die Halle verteilt aus hölzerne Apparate, mit denen Elemente der Installation gefertigt werden. Gerätschaften, Instrumente und die Schlichtheit von Baustoffen und Rohmaterialien zeichnen das Bild der raumgreifenden, fast Performance-artigen Ausstellung. »Haus Beutler« als Teil der Szenerie versteht sich als begehbarer Technikkatalog aus Modellen, Skizzen und Materialproben, die die Stufe der »Vorarbeit« des Künstlers dokumentieren, während das Geschehen im Ausstellungsraum die »richtige Arbeit« darstellt.

Der Besucher ist Zuschauer und Akteur. Er partizipiert durch seine Präsenz im überdimensionierten Atelier und mag sich fragen welche Gegenstände nun wirklich »dazu« gehören, was Kunstwerk ist, was Werkzeug und was vielleicht nur ein zufälliges Utensil.

Die geschäftige Atmosphäre in der Halle kann als Analogie zu Berlin gelesen werden: Das Unfertige, Experimentelle, Innovative, Bunte, aber auch das Willkürliche und Ungreifbare spiegeln den Charakter der Stadt – ob intendiert oder nicht. Beutler fasst es so zusammen: »Das Werk ist die Arbeit an sich.« Und die Zukunft, möchte man hinzufügen, ist offen.

Bettina Krause bis 6.9.2015, Hamburger Bahnhof, Berlin, www.hamburgerbahnhof.de

Bernard Tschumi.

Architecture: Concept & Notation Bernard Tschumi hat den zeitgenössischen Architekturdiskurs in den vergangenen Jahrzehnten maßgeblich beeinflusst. Er steht für ein experimentelles, heute wieder aktuelles Verständnis für Architektur im Dialog mit Film, Kunst und Philosophie. Zahlreiche Zeichnungen, Skizzen und Collagen geben einen umfassenden Überblick über seine wichtigsten Bauten und Projekte, ergänzt durch eine Vielzahl von Archivalien und Filmdokumenten. Die Ausstellung ist eine Adaption der Retrospektive über Bernard Tschumi, die 2014 im Centre Pompidou in Paris gezeigt wurde. bis 23.8.2015, S AM, Basel www.sam-basel.org Le Corbusier. Mesures de l’homme Als Visionär und Städteplaner ist Le Corbusier ein Monolith der Architekturgeschichte.

Die Pariser Ausstellung nähert sich seinem Werk über eines der zentralen Elemente seines Wirkens: die Verknüpfung von Wissenschaft und Ästhetik. Maßgeblich war dabei ein Proportionsschema, das unter dem Namen »Modulor« bekannt wurde. Das Schema sollte seine weitere Arbeit nachhaltig prägen, insbesondere seine Wohneinheiten, denen Le Corbusier damit zu menschlicheren Maßstäben verhelfen wollte. bis 3.8.2015, Centre Pompidou, Paris www.centrepompidou.fr

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Solarladestation Point.One in München Solar Loading Station Point.One in Munich Architekten: LAVA, Stuttgart Alexander Rieck, Stephan Markus Albrecht Tragwerksplaner: Consuplan, Dresden Engineering: designtoproduction, Stuttgart Arnold Walz weitere Projektbeteiligte S. 652 www.detail.de Der Entwurf für diese Produktserie einer Solartankstelle thematisiert die Synthese aus Natur und Technologie in der Gestalt eines Blattes, das bei Dunkelheit leuchtet. Der Auftrag beinhaltete nicht nur ein 3D-Entwurfsmodell, sondern auch ein Konzept für die Herstellung mit den 3-Achs-Laserschneidern des beteiligten Industriepartners. Er bot dem Team von LAVA und designtoproduction die Gelegenheit ein Projekt zu realisieren, bei dem die Maschinendaten für den Zuschnitt der Bauteile direkt aus ihrem parametrischen 3D-Modell ausgelesen werden können. Die Planer entwickelten die Konstruktion einer Gitterschale, die am dünnen Rand einschalig ist und sich zur Feldmitte hin, wo die Spannungen größer sind, in eine Doppelschale aufweitet. Da die Gesamtform asymmetrisch ist und sich der Abstand der oberen von der unteren Lage der Doppelschale kontinuierlich verändert, ergeben sich 2000 Einzelteile mit jeweils individueller Geometrie. Um jedes einzelne Bauteil und die Gesamtform exakt darstellen zu können, schrieben sie ein Programm, das unter anderem Stücklisten und 3D-Zeichnungen generiert. Das gesamte Tragwerk ist auf der Basis eines Standardknotens als Stecksystem entwickelt. Die Stöße sind gezinkt. So ist eine hohe Kraftübertragung zwischen den zusammengesteckten und verschraubten Bauteilen genauso gewährleistet wie eine eindeutige Zuordnung auf der Baustelle und maximale Präzision bei der Montage. Um die Freiformfläche zu erzeugen, werden die 3 mm starken Aluminiumbleche von Hand elastisch verformt und durch das Aufsetzen der Knoten-Kopfplatten fixiert. Die bei der manuellen Montage praktizierbaren minimalen Biegeradien und Toleranzen wurden vorab in Versuchsreihen ermittelt und als Parameter in das 3D-Modell integriert. Um den Sockel des Aluminiumdachs für die erforderlichen Anpralllasten durch Autos zu verstärken, sind dort als Verbindung mit der Bodenplatte unsichtbar Edelstahlbleche integriert. Wenn mehrere der Dächer zusammengeschlossen werden, kann der Programmierer auf das gleiche 3DModell zurückgreifen, muss es allerdings auf den veränderten Lastfall hin adaptieren. FK

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Solarzellen Witterungsschutz Polycarbonat 4 bzw. 6 mm Unterkonstruktion Kreuze aus Polycarbonat 5 mm Tragkonstruktion, obere Schale, untere Schale einschaliger Bereich, Aluminium Übergang Aluminium / Stahl Formteil für Monitorverblendung Polycarbonat Anprallschutz, Gerätebox, Stahlfuß seitliche Aluminiumverkleidung Fundamentplatte, Betonfertigteil

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solar cells 4 or 6 mm polycarbonate weather protection 5 mm polycarbonate cruciform bearing structure aluminium load-bearing construction: upper layer, lower layer, single layer area transition between aluminium and steel polycarbonate moulding for covering to monitor impact protection, equipment box, steel foot aluminium side cladding precast concrete foundation slab

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Solarladestation Point.One in München

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The commission for these solar loading stations incorporated both the design and the concept for their manufacture with the triaxial laser cutter of the industrial partner. The planning team was thus able to implement the project directly from the parametric 3D model of the designers. The lattice shell that was developed consists of a single layer at the thin edge, increasing to a double layer towards the centre, where the tensions are greater. A program had to be scripted that would generate an individual geometry for each of the more than 2,000 components. The load-bearing structure, based on a standard node, was developed as a plug-in system. Junctions are pronged, and a great transmission of forces was effected between the hand-jointed, bolted units. To achieve the free surface form, the two-dimensional metal sheeting and slabs were subjected to elastic deformation. With the aid of a parametric 3D model, basic conditions like the bending radii of the material and the dimensions of the integrated user screen could be varied without any great difficulty. As a result, it was possible to optimize the station structurally, economically and in design terms. If a number of the roofs are to be joined together, the computer programmer can use the same 3D model and adapt it. To reinforce the plinth so that it can resist possible impact from cars, stainless-steel sheeting was invisibly incorporated to connect the structure to the precast concrete base slab.

Knoten des Steckystems 1 Aluminiumblech lasergeschnitten 3 mm 2 Windaussteifung Edelstahl Ø 60 mm Anschluss Aluminiumschale an Stahlfuß 3 Unterkonstruktion Polycarbonat 4 – 6 mm 4 Stecksystem Aluminium lasergeschnitten 3 mm 5 Bolzen mit verschweißten Spannhülsen 6 Stahlkonstruktion (grau) 7 Randträger Alu mit puzzleförmigem Längsstoß Node of plug-in system: exploded view 1 3 mm sheet aluminium, laser-cut 2 Ø 60 mm stainless-steel wind bracing Connection of aluminium shell to steel foot 3 4 or 6 mm polycarbonate supporting structure 4 3 mm laser-cut aluminium plug-in system 5 bolts with welded clamping sleeves 6 steel structure (grey) 7 alum. edge beam with jigsaw interlocking junction

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Fußballstadion in Baryssau Football Stadium in Baryssau Architekten: OFIS arhitekti, Ljubljana Mitarbeiter: Rok Oman, Spela Videcnik, Janez Martincic, Rok Gerbec, Andrej Gregoric, Konstantine Bogoslavsky, Janja Del Linz, Tragwerksplaner: Robertas Padleckis, Kaunas weitere Projektbeteiligte S. 672

Um den Anforderungen für internationale Spiele gerecht zu werden, veranlasste der FK Bate als erfolgreichster Fußballverein Weißrusslands den Bau einer neuen Spiel­ stätte. Als Standort diente ein von Kiefern­ wald umgebener ehemaliger Truppen­ übungsplatz, gelegen am südwestlichen Stadtrand Baryssaus. Dort entstand ein Sta­ dion mit 13 126 Sitzplätzen und 1500 stern­ förmig angeordneten Parkplätzen. Trotz strenger Achsensymmetrie wirkt der futuris­ tisch anmutende Baukörper wie eine biomor­ phe Freiform. Belebt wirkt die Fassade aus polierten Aluminiumschindeln durch variie­ rend geformte Öffnungen, semitransparent verschlossen durch perforierte Aluminium­

trapezbleche. Die umlaufende Promenade zwischen Außenhaut und Zuschauertribünen wird so natürlich belüftetet und vor Witterung und Hitze geschützt. Getragen wird die ­äußere Hülle aus Aluminiumblechen und Stahlträgern von einem massiven vierstöcki­ gen Tribünenbau aus Stahlbetonstützen und Spannbetonfertigdecken.

In der Entwurfsphase des Gebäudes kamen digitale Werkzeuge wie SketchUp und 3ds Max zum Einsatz. Damit war es mög­ lich, die kontinuierlich geschwungenen ­Konturen in horizontaler und vertikaler Rich­ tung unter Einhaltung der Achsen festzule­ gen. Die ­Umsetzung erfolgte jedoch mittels zweidimensionaler Werkpläne.

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Despite its strict axial symmetry, this football stadium in Belarus, with roughly 13,000 seats and 1,500 parking spaces, has a free biomorphic form. Its aluminium-shingle face is enlivened by openings of various shapes filled with perforated aluminium sheeting. The peripheral promenade between the external skin and the spectators’ stands is thus naturally ventilated and protected against the weather. The outer skin of sheet aluminium and steel beams is borne by the four-storey grandstand structure of reinforced concrete columns and prestressed concrete slabs. Digital tools like SketchUp and 3ds Max facilitated the planning of the curved lines, though two-dimensional work plans were used for the implementation.

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A 3D-Visualisierung des Tragwerks mit 3ds Max B computergenerierte Entwicklungsstufen der Gebäudehülle

A 3D visualization of structure with 3ds Max B Various computergenerated stages of development of building skin A Lageplan Maßstab 1:6000 Grundriss • Schnitt Maßstab 1:1500

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Presse Büros Besucherebene Spielerbereich

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VIP-Logen Gastronomie Geschäfte Bowlingbahn

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Site plan scale 1:6000 Section • Layout plan scale 1:1500

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VIP boxes Gastronomy Commercial space Bowling alley

9 Fitness studio 10 Spectators’ stairs 11 Playing field with 68 ≈ 105 m area

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aschbecken aus Betonguss: schematische DarW stellung Gussvorgang in gedruckte 3D-Form (links), fertiges Waschbecken mit Armatur (rechts) hybride, aus Sand gedruckte Gussform für Fassadenpaneel aus Beton Architekturskulptur, 3D-Druck aus Gießereisand ausgegossen mit UHPC; Entwurf: Philippe Morel.

Zur Veranschaulichung blieb ein Teil der Sand­ hülle erhalten.

3D-gedrucktes Architekturobjekt aus Pulvergemisch mit anorganischem Verfestiger ast-concrete washbasin: diagrammatic depiction C of casting process in 3D printed form (left); finished washbasin with tap fitting (right) Hybrid printed form in sand for casting concrete Architectural sculpture: 3D printing in casting sand with UHPC; design: Philippe Morel; part of sand form left in place to demonstrate technique 3D printed architectural object from powder mixture with inorganic solidifying agent

Die größten Bauteile liefern derzeit die ­Extrusionsverfahren. Ihr monolithischer ­Charakter erschwert allerdings die Integra­ tion zusätzlicher baulicher Elemente wie ­Bewehrung, Dämmung, Leerrohre oder die Verbindungslemente in den gefertigten ­Einzelteilen.

Mittels Sintertechniken entstehen komplette Bauteile, die direkt eingesetzt werden können. Ihrem breiteren Einsatz stehen oft nur Kostengründe entgegen.

Neue Ansätze, wie das Gießen von Beton in 3D-gedruckte Formen, sind als Substitutionsverfahren für konventionelle Schalungen einsatzbereit. Diese Technik verbindet bekannte Werkstoffeigenschaften mit neuen gestalterischen und konstruktiven Möglichkeiten. Hier können auch zusätzliche bau­ liche Elemente leicht integriert werden. Hy­ bride Schalungstechniken erleichtern den Einstieg in diese Technologie.

Die Vielfalt der Techniken und Werkstoffe im 3D-Druck zeigt breite Einsatzmöglichkeiten im Bauwesen. Der derzeit häufig unternommene Versuch, eine komplette Bauaufgabe mit einer einzelnen Technik zu bewältigen, ist jedoch zum Scheitern verurteilt. Viele Zielvorgaben an Funktion und Design lassen sich heute nur durch den Einsatz von speziellen, der jeweiligen Aufgabe angepassten Werkstoffen erfüllen. Keine derzeit verfügbare 3D-Drucktechnik kann das für sich alleine bewerkstelligen.

Die Herstellung wesentlicher Teilelemente von Bauwerken hingegen ist mit 3D-Druckverfahren durchaus möglich. Dabei stehen den neuen gestalterischen Freiheiten und der Möglichkeit, anstelle lohnintensiver Einzelteile komplexere Einheiten zu fertigen, allerdings die hohen Produktionskosten und die noch nicht für alle Zwecke geeigenten Werkstoffe gegenüber.

Sicher scheint, dass künftig zunehmend mehr Bauprojekte 3D-gedruckte Elemente enthalten oder in Teilen mit 3D-gedruckten Werkzeugen geformt werden. Komplett gedruckte Häuser mit einem Wohnwert nach heutigen Vorstellungen werden allerdings auch in den nächsten zehn Jahren nicht ­verfügbar sein.

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Three-dimensional printing is the focus of attention in all the media at present and a subject that arouses great expectations. Why, then, is this technology, which is often superior to conventional methods, so little used in the realm of architecture?

As a digital means of fabrication, 3D printing offers many advantages. Computer control of the manufacturing sequence affords new latitude and shorter production times, often just a matter of days from the design to the finished object. Analogue forms of production, in contrast, frequently involve a lot of stages and take much longer. Three-dimensional printing is found in many realms of work – in mechanical engineering, in metal pouring, medical technology, research and development, design and education. In architecture, the technology reveals its advantages especially in the creation of 3D building models.

The fundamental principle of 3D printing is that a three-dimensional volume is reduced in the computer to a series of 2D layers. What are initially virtual layers are then built up into a real object, each successive layer being individually worked; for example, by means of laser rays. The process is a generative or additives. This principle is implemented by machines in a number of different forms.

• Stereolithography (SLA), for example, is based on a process in which a platform is repeatedly lowered into a bath of synthetic resin (ill. 3d). The very thin layers formed in this way are hardened by exposure to ultraviolet laser rays. Projecting parts have to be supported, and after hardening, the resin is smoothed.

This step is repeated until the construction object is complete. The elements themselves are strong and transparent and have a good resolution. In the main, polymerhybrid resins are used. In part, these contain ceramic additives and have a strength known of 2K cast resins. The largest machines have a capacity of up to two cubic metres. This process is, therefore, particularly suited to the creation of architectural models.

• Another process is selective laser sintering (SLS): powder is poured in a thin layer on to a

platform, which is moved in a steel container or “box”. The material is shaped in a series of layers that are fused together by means of a laser ray (ill. 3a). The individual steps are again repeated until the building component is complete as a powder block. After the units have cooled, they are cleaned of loose powder. The surface quality will depend on the material used. Normally, particles of medium grain (ca 50 �m) are used, creating a porous, but not coarse, finish. Metals such as aluminium, rust-free steel and titanium can be processed, as well as plastics – polyamide mainly. In view of the thermomanagement of the machines, elements not much larger than an eighth of a cubic meter in size are produced.

• Fused deposition modelling (FDM) is a process by which plastifiable building material is extruded through a usually heated nozzle (ill. 3c). The latter is moved in relation to the construction platform. The shape of the element is defined in outline and the enclosed area then filled in. Different kinds of material can be used with this method such as plastics, wax, concrete paste or ceramic paste.

A variation on this system is known as “contour crafting”, whereby an adjustable outer rim prevents the material from flowing out unimpeded. The rim consists of parallel slabs or strips that can be turned about the nozzle. In this way, for example, rapid-hardening vertical concrete wall elements can be formed. This process allows resolution of only low detail.

For bigger volumes, very large nozzles are required. Construction spaces of more than 10 m³ are available.

• 3D printing with inkjets is closely related to superficial printing on paper. In contrast to the techniques described above, inkjet printheads, usually with several thousand nozzles, are not drawn along a contour line, but across the construction area (ill. 3b). The liquid is hardened after leaving the head; for example, through a polymerization process brought about by UV light. With non-powder-based applications, the supporting structure and the construction element are printed with different materials – similar to FDM techniques. With

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Möbel und Raumkonzepte Salone del Mobile 2015

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Gutes noch besser machen

Design made in Germany

Proportion und Textur

Kühle Farben, Schlammtöne und Grau dominierten auf dem Salone del Mobile 2015, aufgelockert durch Akzente in Petrol, Türkis und Gelb. Die Mailänder Möbelmesse ist jedoch nicht nur ein idealer Ort, um internationale Wohntrends aufzuspüren, sondern auch ein Treffpunkt angehender und etablierter Designer. Der spanische Hersteller Andreu World lud zum Designers Talk und ließ Patricia Urquiola, Piergiorgio Cazzaniga, Jasper Morrison und Lievore Altherr Molina ihre neuesten Entwürfe selbst erklären.

Auch das Weiterentwickeln bewährter Produkte scheint im Trend zu liegen. Manchmal führt so ein Re-Design sogar zu einem überraschend neuartigem Ergebnis. Alberto Lievore, Jeannette Altherr und Manel Molina haben dem Sesselprogramm »Tauro« eine Neuinterpretation in Holz hinzugefügt, die den Sitzmöbeln einen völlig anderen Charakter verleiht. Ursprünglich waren Armlehnstuhl, Sessel und Barhocker mit ihren filigranen Kufen aus verchromten Stahl und den Polstern aus Formschaum vor allem in öffentlichen Bereichen anzutreffen. Die Sessel und Loungesessel »Tauro Wood« eignen sich auch ideal für den Wohnbereich.

Dass sich Tradition und zeitgemäßes Design gu zu einem überzeugenden Ganzen verbinden lassen, stellte das deutsche Unternehmen Rolf Benz auch dieses Jahr in Mailand wieder unter Beweis. Während sich andere Hersteller damit begnügten, lediglich neue Farbvarianten oder Überarbeitungen ihrer bestehenden Kollektionen zu präsentierten, gab es bei Rolf Benz eine ganze Reihe Neuheiten zu entdecken. Die Designer Claudia Kleine und Jörg Kürschner von Formstelle aus München haben einen Sessel kreiert, der mit seiner markanten Holzkonstruktion japanische Origamikunst zitiert: »Rolf Benz 580«, erhältlich mit niedriger oder hoher Rückenlehne und mit passendem Hocker, bietet maximalen Sitzkomfort.

Ganz ohne sichtbare Konstruktion bildet der kompakte, vollständig bezogene »Rolf Benz 384« einen gemütlichen Ruhepol. Der Sessel mit Hocker wurde vom Hamburger Büro Labsdesign gestaltet und fügt sich je nach Farbton und Material in nahezu jedes Raumkonzept. Der Hocker kann mit einem Tablett zum Beistelltisch umfunktioniert werden. In Gruppen arrangiert lassen sich so Loungebereiche oder Leseinseln schaffen.

Am Messestand von Minotti war ein weiterer Trend zu erkennen, den zahlreiche Hersteller aufgegriffen haben: Möbelstoffe mit ausgeprägter Textur, häufig mit ungewöhnlichen Farbkombinationen. Eher klassische oder gar konservative Entwürfe erhalten so im Idealfall einen zeitgemäßen, cosmopolitischen Charakter. Ein Beispiel hierfür ist die Kollektion »Leslie« von Rodolfo Dordoni für Minotti. Die schalenförmig einhüllenden Sessel, die den Eindruck von Intimität vermitteln, erinnern an elegante Interieurs des vorletzten Jahrhunderts. Die äußere Umschalung, eine mit Leder bezogene Struktur aus Polyurethanschaum, ist auf der Innenseite mit einem geschäumten Einsatzteil versehen. Das Ganze stützt sich auf ein Gestell aus massiver, mokkafarben lackierter Esche und zinnfarbenen Füßchen aus Aluminium.

Ein angenehmer Kontrast entsteht, indem man die lederbezogene Umschalung mit einem Innenteil in einem der strukturierten Stoffe der aktuellen Kollektion kombiniert.

Zur Serie Leslie gehören eine Bergère (also sogar eine Anleihe aus dem 18. Jahrhundert), ein Sessel mit oder ohne Armlehnen und ein Hocker.

¥ Andreu World � +34 (0)961 805700 www.andreuworld.com

¥ Rolf Benz AG & Co. KG � +49 (0)7452 6010 www.rolf-benz.com

¥ Minotti S.p.A. � +39 0362 343499 www.minotti.com

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Möbel und Raumkonzepte

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Zeitloser Sitzkomfort

Tradition neu gedacht

Farbenfrohes Loungefeeling

Mit »Nasu« hat das italienische Familienunternehmen Zilio A&C zum ersten Mal einen komplett gepolsterten Esszimmerstuhl herausgebracht, der durchaus auch in anderen Wohnräumen eine gute Figur macht. Die gemaserten Holzbeine, farblich auf den jeweiligen Bezugstoff der komfortablen Sitzschale abgestimmt, verleihen dem Stuhl einen schlichten Charme. Der Entwurf stammt von dem Londoner Designbüro Mentsen.

Für die Stuhllinie »Split« von Ton nutzte der Designer Arik Levy die traditionelle Technik des Holzbiegens. Stuhl, Barhocker, Sessel und Lounge-Sessel sind mit handgebogenem, massivem Spaltholz konstruiert, das die Stütze des Sitzes und der Rückenlehne bildet. Diese ist hinter den ebenfalls aus Massivholz bestehenden Sitz verschoben.

Die Kollektion ist in Esche verfügbar und mit einem interessanten Farbverlauf versehen.

Skulptural und fast futuristisch in ihrer Erscheinung wirken die leichtgewichtigen Sitzmöbel der Linie »Log« des norditalienischen Familienunternehmens Pedrali. In frischen Farbtönen und mit Bezügen aus Stoff oder Lederimitat laden die aus aus PU-Schaum hergestellten Sessel, Lounge-Sessel und Poufs zum komfortablen, lässigen Verweilen ein. Der Entwurf stammt von Manuela Busetti, Andrea Garuti und Matteo Redaell.

¥ Zilio Aldo & C. SNC � +39 0432 753329 www.zilioaldo.it

¥ Ton a.s. � +49 (0)30 30367942 www.ton.eu

¥ Pedrali Spa � +39 035 83588 www.pedrali.it

Neue Bescheidenheit

Verwandlungskünstler

Leichtigkeit mit System

Das Sofa »Nest«, von Paola Navone für die britische Möbelfirma Ercol entworfen, vereint traditionelle Möbelbaukunst mit moderner Natürlichkeit und ist ein Statement für zeitgemäßes Wohnen: komfortabel, leicht und wandelbar. Auf der Konstruktion aus gebogenem Buchenholz liegt ein bequemes Sitzpolster, Rücken- und Armlehnen entstehen durch Kissen in unterschiedlichen Größen und Farben, die frei arrangiert werden.

Daniele Lo Scalzo Moschieri hat für Varaschin ein Sofa konzipiert, das mit unterschiedlichen Elementen und einer fein abgestimmten Auswahl an Stoffen und Farben dazu einlädt, immer wieder neu kombiniert zu werden – wie die Garderobe, die man täglich aus einzelnen Teilen zusammenstellt. »Belt«, zu deutsch »Gürtel«, ist mit einer großen Auswahl an Accessoires erhältlich, für noch mehr Abwechslung.

Jean-Marie Massaud hat für Arper ein modulares Sitzmöbelsystem entwickelt, das sich gleichermaßen für Wohnräume wie für Arbeitsumgebungen eignet. Die architektonisch klar umrissene Form wirkt schlank, leicht und angenehm plastisch. Hergestellt wird »Steeve« in einem neuartigen Verfahren: die Bezüge von Rücken- und Armpartie werden ohne Einsatz aufwendiger Polstertechnik auf den Rahmen gespannt.

¥ Ercol Furniture Limited � +44 (0)1844 271800 www.ercol.com

¥ Varaschin SpA � +39 0438 5645 www.varaschin.it

¥ Arper SpA � +39 0422 7918 www.arper.com

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Bauphysik Feuchteschutz Wärmeschutz Brandschutz Schallschutz Akustik

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Fachgerechte Sanierung und Abdichtung im Münchner Luxushotel Bayerischer Hof Das Hotel Bayerischer Hof am Promenadeplatz ist eine der vornehmsten Adressen Münchens. Die Geschichte des Hotels beginnt bereits im Jahr 1839, als seine Majestät Ludwig I. von Bayern den Wunsch äußert, dass auch München ein erstrangiges Hotel für vornehme Reisende von Stand haben soll. Der spätere Reichsrat und Ritter Joseph Anton von Maffei erklärt sich bereit, diese Aufgabe zu übernehmen. Er kauft einen Gasthof am Promenadeplatz und beauftragt den königlichen Baumeister Friedrich von Gärtner damit, das Hotel zu errichten.

Nur zwei Jahre später schon ist es das vornehmste Hotel der Stadt. So nobel, dass bald nicht nur auswärtige Persönlichkeiten zu den Gästen gehören, sondern sogar der König selbst. Da es in seiner Residenz keine Badewanne gab, nahm er zweimal im Monat ein königliches Bad im Bayerischen Hof. Zu den bekanntesten Gästen zählten Kaiserin Elisabeth und Sigmund Freud. Seit 1897 ist das Hotel im Besitz der Familie Volkhardt.

Hermann Volkhardt ließ die Fassade im gleichen Jahr im Stil der Gründerzeit umgestalten. Nach den Umbauten war der Bayerische Hof 1924 das größte Hotel Europas.

Im Zweiten Weltkrieg erlitt der Bau schwere Schäden, wurde jedoch nach Kriegsende wiederaufgebaut. Heute bietet der Bayerische Hof 340 Zimmer und 65 Suiten. Kein

Zimmer gleicht dem anderen. Gleiches gilt für die 40 Tagungsräume, die fünf Restaurants, den Frühstücksraum auf dem Dachgarten sowie die sechs Bars. Eine ständige Weiterentwicklung sowie die Anpassung der Zimmer an die Ansprüche der Gäste ist selbstverständlich. So wurde bereits vor längerem damit begonnen, die Badezimmer neu zu gestalten. Dem Stil des Hauses entsprechend kommen dabei nur edle und hochwertige Materialien zum Einsatz. Dazu zählen Natursteinbeläge, beispielsweise in Form eines »Pietra brown«, einem Travertin sowie eines »Botticino« mit der Bezeichnung »Lory beige«. Verlegt wurden die hochwertigen Materialen mit Produkten aus dem Profi-Sortiment von Mapei. Am Beginn der Arbeiten stand die Grundierung des Untergrunds. Hierfür wurde die zweikomponentige, lösemittelfreie und feuchtigkeitssperrende Epoxidgrundierung »Primer MF« verwendet. Für die Wände kam der »Primer G«, eine emissionsarme, verdünnbare Dispersionsgrundierung auf Kunstharzbasis für saugende und nicht saugende Untergründe im Innenbereich, zum Einsatz. Die gerade im Bereich von Nassräumen besonders wichtige fachgerechte Abdichtung der Wand- und Bodenbeläge erfolgte mit »Mapegum« an den Wänden und mit »Mapelastic« am Boden. Bei Mapegum handelt es

sich um eine einkomponentige, schnell trocknende Flächenabdichtung auf Dispersionsbasis für den Innenbereich zum Erstellen einer Verbundabdichtung unter keramischen Fliesen und Platten sowie Kunst- und Naturwerksteinen. Mapelastic ist eine zweikomponentige, rissüberbrückende, faserverstärkte, flexible Dichtschlämme auf ZementKunstharzbasis für Wand- und Bodenflächen. Sie dient ebenfalls als Verbundabdichtung unter keramischen Fliesen und Platten sowie Kunst- und Naturwerksteinen.

Verlegt wurden die Naturwerksteinbeläge mit »Keraquick« in der Farbe Weiß. Dieser schnell trocknende Dünnbettmörtel dient zur Verlegung von keramischen Fliesen und Natursteinen. Das Produkt eignet sich besonders bei zeitlich engen Instandsetzungsarbeiten. Verfugt wurden die Natursteinbeläge mit der Produkttechnologie »Ultracolor Plus«, die mit der »BioBlock«- und der »DropEffect«-Technologie von Mapei ergänzt wurde. Der neu gestaltete Dachgarten wurde vom französischen Design-Studio Jouin Manku realisiert. Verfugt wurden die Beläge auch in diesem Bereich mit »Ultracolor Plus«. ¥ Mapei GmbH � +49 (0)9372 9895-0 www.mapei.de

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Bauphysik

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Sommerlicher Wärmeschutz

Transluzenter Blendschutz

Transparenz für Kulturen

Der Dämmstoff »Calostat« von Evonik bietet aufgrund seiner konstanten und sehr niedrigen Wärmeleitfähigkeit mit einem ¬-Wert von >0,019 W/mK sowohl im Winter wie im Sommer einen guten Wärmeschutz. Das Leichtbauelement hat eine Dichte von 165 kg/m3 und ist nicht brennbar. Die schlanken Elemente wirken sich statisch günstig auf die gesamte Baukonstruktion aus, was interessant für energetische Sanierungen ist.

Aus einem Fassadengestaltungswettbewerb für ein Einrichtungshaus in Hamburg gingen DFZ Architekten als Sieger hervor. Das Architekturbüro nps tchoban voss entschied sich aus gestalterischen Gründen in Abstimmung mit DFZ Architekten für eine Profilglasfassade für die als offene Spindel konzipierte Parkhausauffahrt. In der doppelschaligen Profilglasfassade wurden 1937 m2 der transluzenten Wärmedämmung (TWD) »TIMax GL-PlusF« von Wacotech verarbeitet. Die Geschosse des Einrichtungshauses sind mit einer Fassade aus senkrecht gefalteten Metallpaneelen und horizontalen Glasfassaden versehen. Die TWD dient den Bewohnern der anliegenden Gebäude als Blendschutz, wenn Autos auf und ab fahren. TIMax GL-Plus F weist mit ­einem Wärmedurchgangskoeffizient von Ug=1,2 W/(m2K) eine hohe Dichte auf und sorgt somit für einen guten Sonnenschutz.

Das Produkt bietet bei guter Lichtstreuung Lichtdurchlässigkeit, ein angenehmes Raumklima durch eine schlagschattenfreie Verteilung des einfallenden Lichts sowie Sonnenschutz und damit einhergehend Schutz vor sommerlicher Überhitzung.

Der neue Multikulti-Treffpunkt »Centre culturel et social Aimé Césaire« liegt in der Pariser Banlieue Gennevilliers. Das 2013 erbaute Kulturzentrum »Espace culturel« wurde von Rudy Ricciotti entworfen und bietet Menschen aller Kulturkreise auf einer Fläche von 2330 m2 Raum für Begegnung. Die Fassade weist in unregelmäßigem Muster eingerissene Öffnungen auf. Bei Dunkelheit leuchtet der Baukörper von innen heraus und tagsüber sorgt die weiße Betonfassade für räumliche Präsenz. Die Räume, die sich um den innenliegenden Lichthof gruppieren, sind mit einer E30-Brandschutzverglasung ausgestattet, die mit jeweils drei Glashalteknöpfen zusätzlich mechanisch gesichert ist. Zum Einsatz kam das Spezialglas »Pyran S-SF« von Schott. In der Stoßfugenausführung sind die Gläser im Format von 1300 ≈ 3000 mm rahmenlos miteinander verbunden. Das gefloatete, thermisch vorgespannte Borosilicatglas ist für den Einsatz in Brandschutzverglasungen gemäß nationaler und europäischer Normen für verschiedene Länder baurechtlich geprüft und zugelassen. Die transparente Konstruktion erleichtert Besuchern die Orientierung.

¥ Wacotech GmbH & Co. KG � +49 (0)5221 76313-0 www.wacotech.de

¥ Schott Technical Glass Solutions GmbH � +49 (0)3641 681-4666 www.schott.com/pyran

¥ Evonik Industries AG � +49 (0)201 177-01 www.evonik.de

Dämmender Lärmschutz Im Wand- und Dachaufbau bieten die Zellulosedämmmatten »flexCL« von Homatherm durch ihre hohe Rohdichte von etwa 70 kg/m3 guten Lärmschutz. Die Anforderungen der DIN 4109 werden erfüllt. Mit Mattendicken von 30 –180 mm zeichnet sich die Dämmmatte durch hohe Formstabilität und Flexibilität aus. Auch asymmetrische Querschnitte lassen sich so problemlos schall- und wärmebrückenfrei ausfachen. ¥ Homatherm GmbH � +49 (0)34651 416-15 www.homatherm.com

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research

DETAIL research ist eine Vermittlungsplattform, die Entwicklungsfragen und Szenarien zur Zukunft des Bauens betrachtet. Im Netzwerk von DETAIL research tauschen sich Architekten und Beteiligte aus Industrie, universitärer Forschung und Politik persönlich aus. DETAIL research sammelt, strukturiert, bewertet und vermittelt die Ergebnisse medienübergreifend.

detail.de/research

Wohngesundheit unter der Lupe: das Healthy Homes Barometer Gesundheit fängt zu Hause an – so lautet eine wesentliche Erkenntnis aus dem ersten »Healthy Homes Barometer« von Velux. Im Herbst 2014 hatte der Dachfensterhersteller diese erste europaweite Umfrage zur Wohngesundheit in Auftrag gegeben, an der 12 000 Menschen aus zwölf Ländern Europas teilnahmen. Künftig soll das Healthy Homes Barometer jährlich erhoben werden, um auch Veränderungen im Gesundheitsbewusstsein der Bürger ermitteln zu können.

Den Umfrageergebnissen zufolge halten die Europäer Aspekte gesunden Wohnens wie ungestörten Schlaf, Tageslicht und gute Raumluftqualität für wichtiger als den Verzicht auf Rauchen oder regelmäßigen Sport.

Für 90 % der Befragten ist eine gesunde Innenraumluft überdurchschnittlich relevant bei der Wohnungssuche, 86 % halten viel Tageslicht für essenziell.

Ebenfalls erhoben wurden die Einstellungen zum Energieverbrauch beim Wohnen und zu den Umweltwirkungen von Baumaterialien. Während die Senkung der Energiekosten – neben der allgemeinen Komfortsteigerung – für den Durchschnittseuropäer der wichtigste Grund ist, das eigene Haus zu sanieren, spielt die Ökologie der Baustoffe nur eine sehr untergeordnete Rolle. Bei den Gründen für die Wertschätzung von Tageslicht und guter Luft zeigt sich ein ambivalen-

tes Bild: offenbar assoziieren die meisten Menschen Licht und Luft eher mit allgemeinem Wohnkomfort als mit »harten« gesundheitlichen Fakten. Einer Eurostat-Statistik zufolge leben 80 Millionen oder 16 % aller Europäer in feuchten Wohnungen mit erhöhtem Schimmelrisiko. Forscher des Fraunhofer Instituts für Bauphysik schätzen, dass fast zwei Millionen von ihnen deshalb unter Asthma leiden. Dennoch äußerten sich im Healthy Homes Barometer 78 % der Befragten zufrieden mit der Luftqualität zu Hause.

Und nur 28 % hielten es für notwendig, ihre Wohnung im Winter mehr als einmal täglich zu lüften, was als Mindestmaß für eine gute Innenraumluft gilt. Selbst in Haushalten, in denen eine oder mehrere Personen unter Asthma leiden, wird nicht häufiger gelüftet als anderswo.

Auffällig ist jedoch, dass laut Healthy Homes Barometer Gesundheits- und Energiebewusstsein Hand in Hand gehen: diejenigen Europäer, denen niedrige Energiekosten bei der Wohnungssuche am wichtigsten sind, lüften auch häufiger als andere.

Und noch eine Erkenntnis förderte die Befragung zutage: Frauen und ältere Menschen sind im Durchschnitt gesundheitsbewusster als Männer und jüngere Mitbürger.

Auf die Frage, wer für die Sicherstellung der

Wohngesundheit verantwortlich ist, nannten die Befragten am häufigsten Gebäudeeigentümer, Bauträger und Architekten. Den Mietern selbst und dem Gesetzgeber wiesen sie weit weniger Verantwortung zu. Ob diese Haltung jedoch in sich schlüssig ist, erscheint fraglich: viele Bauherren investieren in ihre Gebäude gerade so viel, dass sie die gesetzlichen Mindeststandards erfüllen.

Und diese sind in gesundheitlichen Fragen oft erstaunlich lax, wie jüngst eine Studie des Buildings Performance Institute Europe (BPIE) ergeben hat. Von den acht untersuchten EU-Mitgliedsstaaten und Regionen hat nur die Hälfte verbindliche Mindeststandards für das Tageslichtniveau in Wohnungen festgelegt – Deutschland ist nicht darunter. Noch prekärer ist laut BPIE die Situation bei der Luftqualität nach Gebäudesanierungen, für die kaum ein EU-Mitgliedsland die Erstellung eines Lüftungskonzepts vorschreibt. Bei der Vorstellung des Healthy Homes Barometer in Brüssel waren sich die meisten anwesenden Experten denn auch einig: Die EU-Gesetzgebung wird künftig neben der Energieeffizienz von Gebäuden viel stärker die Gesundheit der Menschen, die darin leben und arbeiten, berücksichtigen müssen. www.velux.com/healthyhomes 1 Infographik aus dem European Healthy Homes Barometer (Quelle: Velux Group) 2 – 4 Symposium »Architekturqualität im kostengünstigen Wohnungsbau« im Axica Kongresszentrum in der DZ Bank, Berlin (Foto: Michael Reitz, Berlin)

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DETAIL research

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Architekturqualität im kostengünstigen Wohnungsbau Auf der Suche nach bisher unbeachteten und ungenutzten Potenzialen, einen kostengünstigen und trotzdem architektonisch qualitativ hochwertigen Wohnungsbau zu fördern, gingen 130 Architekten und Vertreter der Immobilienbranche am 16. April 2015 in Berlin den Dialog ein. Dazu aufgerufen hatte das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit BMUB in Kooperation mit der Bundesarchitektenkammer BAK. Architekten kommt hierbei eine wichtige und nicht immer konfliktfreie Rolle als Verfechter der Baukultur auf der einen Seite und als Treuhänder des Bauherrn auf der anderen Seite zu. Besonders im kostengünstigen Wohnungsbau – der in vielen Fällen auch mit öffentlich gefördertem, sozialem Wohnungsbau gleichzusetzen ist – muss der Planer in einem sehr engen Korsett aus Budget, Anforderungen, Normen und Regelwerken agieren.

Hintergrund für das aktive Einfordern der Meinungen – sowohl von Planern als auch von Vertretern großer Wohnungsbaugesellschaften als Bauherren – sind die Bestrebungen des Mitte 2014 ins Leben gerufenen »Bündnis für bezahlbares Wohnen und Bauen« des BMUB. Dieses hat sich mit der Baukostensenkungskommission – an der Architekten und Ingenieure, die Wohnungswirtschaft, aber auch die Wissenschaft und öffentliche Körperschaften wie Bund, Länder und Kommunen beteiligt sind – zum Ziel gesetzt, den steigenden Wohnraumbedarf, besonders in den Ballungszentren, zu decken.

Dabei sollen gleichzeitig soziale, demografische, energetische und besonders auch baukulturelle Anforderungen berücksichtigt werden. Die wissenschaftliche Begleitung der Baukostensenkungskommission wird durch die InWIS Forschung & Beratung GmbH, Bochum, durchgeführt, deren Geschäftsführer Michael Neitzel den Teilnehmern die Tätigkeiten der Kommission vorstellte. Zuvor hob Hans-Dieter Hegner, Ministerialrat im BMUB und Leiter des Referats Bauingenieurwesen, Nachhaltiges Bauen

und Bauforschung, zu Beginn der Veranstaltung deren Arbeitscharakter hervor. Der Fokus des Symposiums bestand nicht darin, definierte Inhalte zu vermitteln, sondern ganz im Gegenteil, ein ergebnisoffenes, möglichst ehrliches und konstruktives Feedback der Architekten und Wirtschaftsvertreter zur Analyse der Kostentreiber und Optimierung der Standards, Planungs- und Bauprozesse zu erzielen. Joachim Brenncke, Vizepräsident der Bundesarchitektenkammer, Berlin, betonte den besonderen Charakter der Veranstaltung: »Das, was wir hier heute machen, ist nicht üblich. Wir haben nun die Chance, uns in viele Prozesse, die etwas mit gesellschaftlichen Änderungen im Planen und Bauen zu tun haben, einzubringen.« Die langfristige Zielsetzung ist es, die Ergebnisse der Planer-Expertise gemeinsam mit den Resultaten aus Fachausschüssen und Gutachten in einen konkreten Maßnahmenkatalog der Baukostensenkungskommission einfließen zu lassen. Besonders die zuzugsstarken Ballungszentren benötigen dringend zusätzlichen Wohnraum, und diesen vor allem im niedrigpreisigen Segment. Darüber sind sich alle Beteiligten einig. Über den Weg dorthin wurde jedoch stark diskutiert. In vier Workshops zu den übergeordneten Schwerpunktthemen Grundrisse, Konstruktion, Wettbewerbsverfahren und Planungs- und Bauprozesse wurden Impulsvorträge gehalten und teils provokante Thesen aufgestellt.

Prof. Dr. Thomas Jocher, Institut Wohnen und Entwerfen, Universität Stuttgart, gab einen Rückblick auf »Die unendliche Geschichte des billigen Wohnens« und griff damit schon relevante architektonische Themen wie Gebäudeform und Anordnung, Grundrissgestaltung, Flächenverbrauch, Erschließungssysteme, Bauweise, Konstruktion und Vorfertigung auf. Christian Roth von zanderrotharchitekten, Berlin, sprach in seinem Vortrag »Strategien im Wohnungsbau« über alternative Vorgehensweisen durch das Bauen in Baugemeinschaften.

Die Zusammenfassung aller Vorträge, Workshop-Ergebnisse sowie der Diskussion, in der die Forderungen der Architektenschaft teilweise wieder an die Politik zurückgespielt wurden, können Sie in der ausführlichen Dokumentation nachlesen, die nach Auswertung der Ergebnisse veröffentlicht wird.

Workshop Grundrisse: André Kempe, Atelier Kempe Thill, Rotterdam; Frank Junker, Vorsitzender der Geschäftsführung, ABG Frankfurt Holding; Moderation Olaf Bartels Workshop Konstruktion: Prof. Georg Sahner, Architektur und Bauwesen, Hochschule Augsburg, G.A.S. – planen-bauen-forschen, Stuttgart; Kristina Jahn, Vorstand, degewo AG, Berlin; Moderation Andreas Ruby Workshop Wettbewerbsverfahren: Jochen König, hks Jochen König Architekten & Gesamtplaner, Aachen; Prof. Dr. Matthias Ottmann, Fachgebiet Immobilienwirtschaft und Stadtentwicklung, TU München, Geschäftsführer Urban Progress, München; Moderation Bärbel Winkler-Kühlken Workshop 4: Planungs- und Bauprozess: Prof. Dr. Rudolf Hierl, Hochschule Regensburg, Hierl Architekten BDA DWB, München; Achim Nagel, Geschäftsführer PRIMUS developments GmbH, Hamburg; Moderation Peter Friemert

Weitere Infos: www.detail.de/research Partner von DETAIL research:

Förderer und wissenschaftliche Partner:

ETH Zürich: Professur für Architektur und Digitale Fabrikation ETH Zürich: Professur für Computer-Aided Architectural Design Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg: Lehrgebiet Konstruktion und Technik HAWK Hildesheim: Institute International Trendscouting Technische Universität Braunschweig: Institut für Gebäude- und Solartechnik Technische Universität Dortmund: Fachgebiet Städtebau, Stadtgestaltung und Bauleitplanung Technische Universität Dresden: Institut für Bauinformatik CIB Technische Universität Graz: Institut für Architektur-Technologie Technische Universität München: Fakultät für Architektur Universität Stuttgart: Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren

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3D-Drucken im Bauwesen – Stand der Technik und Zukunft des Verfahrens

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3D Printing in Building – the State of the Technology and the Future of this Process

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Daniel Günther 1 2 3

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Das Thema 3D-Druck ist derzeit in allen ­Medien präsent. Die unter dem Begriff zusammengefassten Techniken wecken hohe Erwartungen, die Geschäftsvolumen sind ­jedoch, verglichen mit konventionellen Fertigungsmethoden, noch relativ gering. Gerade für Gebäude werden diese Techniken noch kaum eingesetzt. Warum findet eine Technik, die die Gestaltungsmöglichkeiten herkömmlicher Methoden übertrifft, in einer kreativen Branche wie der Architektur bisher keine breitere Anwendung?

3D-Druckverfahren weisen als digitale Fertigungsmethoden eine Reihe entscheidender Vorteile auf. Die durchgängige und zielgerichtete Prozesskette vom Entwurf bis zur Ausführung mittels Computer schafft neue Freiheiten und ermöglicht kurze Produktionszeiten – oft nur wenige Tage vom Entwurf bis zum fertigen Bauteil. Im Gegensatz dazu ist die analoge Fertigung von vielen Schnittstellen zwischen nicht automatisierten Gewerken sowie einer starken Rückwirkung der Fertigungstechnik auf den Entwurf gekennzeichnet, was einen höheren Zeitaufwand von oftmals Wochen oder Monaten bedeutet.

Der 3D-Druck wird in vielen Branchen auch außerhalb der Prototypen- und Einzelteilfertigung eingesetzt. Dazu zählen unter anderem der Maschinenbau, die Gießereibranche, die Medizintechnik, Forschung und Entwicklung, Design und Ausbildung. Bei mittelgroßen Metallgussteilen ist der Formund Kerndruck bereits das gängige Verfahren. Im Bauwesen kommen die Vorzüge der

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Technik bisher vor allem beim Erstellen von 3D-Gebäudemodellen nennenswert zur Anwendung.

Funktionsprinzipien von 3D-Druckprozessen Das fundamentale Prinzip des 3D-Drucks ist, dass eine 3D-Aufgabenstellung auf eine 2D-Aufgabenstellung reduziert wird – d. h. ein beliebig geformter 3D-Körper wird im Rechner in 2D-Schichten zerlegt. Diese zunächst virtuellen Schichten werden in ein reales Objekt übersetzt, indem aufeinanderfolgende Schichten erzeugt und einzeln bearbeitet werden, beispielsweise durch einen Laserstrahl. Dabei muss jede neue Schicht jeweils mit der vorherigen verbunden werden. Die nach diesem Prinzip arbeitenden Verfahren werden aufgrund des wiederholten Hinzufügens von Volumen auch generative oder additive Fertigungsverfahren genannt. Dieses Formverfahren ermöglicht eine nahezu unbegrenzte Geometriefreiheit, Einschränkungen sind fast nur noch durch die Werkstoffe gegeben.

Dieses Grundprinzip setzen die heute gebräuchlichen Maschinen in unterschiedlicher Weise um. Häufig wird dabei eine Arbeitsplattform eingesetzt, die sich während des Fertigungsprozesses schichtweise absenkt. Manche Verfahren tragen Pulvermaterialien auf, die dann mit einem Laser verändert oder mit einem Tintenstrahldruckkopf verklebt werden. Andere Verfahren bringen Material durch große oder kleine Düsen direkt auf. Überhänge an den gewünschten Bauteilen werden hier meist durch spezielle Hilfstrukturen gestützt. Im Folgenden werden die wesentlichen gängigen 3D-Druckprozesse beschrieben und anschließend verschiedene Anwendungsbeispiele im Bauwesen untersucht.

Funktionsprinzipien von 3D-Druckprozessen • Stereolithographie Basis für das SLA-Verfahren ist ein mit einem flüssigen lichtaushärtenden Kunstharz gefüllter Behälter und eine Bauplattform, die in dieses »Bad« abgesenkt werden kann (Abb. 3 d). Die Schichten werden durch Aushärtung des Harzes mit einem Laser-

irekt gedrucktes Bauteil aus zementgebundenem d Werkstoff, Entwurf: Wieland Schmidt farbig gedrucktes Gebäudemodell, Rietveld Architects, New York schematische Darstellung 3D-Druckverfahren a Lasersintern b pulverbasiertes 3D-Drucken c Fused-Deposition-Modeling-Verfahren d Stereolithographie Fused-Deposition-Modeling-Verfahren:»3D-PrintCanal-House«, DUS architects, Amsterdam irectly printed building component consisting of D cement-bonded material; design: Wieland Schmidt Coloured printed building model, Rietveld Architects, New York Diagrammatic depictions of 3D printing systems: a Laser sintering b Powder-based 3D printing c Fused deposition modelling process d Stereolithography Fused deposition modelling process: 3D Print Canal House; DUS architects, Amsterdam

strahl auf der Harzoberfläche erzielt. Nach dem Aushärten senkt sich die Plattform um meist wenige Zehntel Millimeter ab, und das Harz wird glattgestrichen.

Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis das Bauteil komplett gefertigt ist. Überhänge müssen durch besondere Strukturen gestützt werden. Nach dem Bauen wird das Bauteil aus dem Harzbad gefahren, getrocknet und gegebenenfalls nachbelichtet.

Danach werden die Stützstrukturen entfernt, indem sie abgebrochen werden. Es entstehen Bauteile mit hoher Festigkeit, transparenten Eigenschaften sowie einer guten ­Auflösung, die sowohl Krümmungen sauber abbildet als auch feinste Detaillierungen ­ermöglicht.

Verwendet werden im Wesentlichen Polymerhybridharze des Typs Epoxid/Acryl.

Die Harze sind zum Teil mit keramischen Zuschlägen gefüllt. Allgemein erreicht die ­Festigkeit Größenordnungen, die von 2K-Gießharzen bekannt sind. Die größten Maschinen verfügen über Nutzvolumen, die so genannten Bauräume, von bis zu zwei Kubikmetern Rauminhalt. Dieses Verfahren eignet sich im Architekturbereich insbesondere für den Modellbau.

• Selektives Lasersintern Bei diesem Verfahren wird Pulver in einer dünnen Schicht auf eine Bauplattform aufgebracht, die sich meist in einem Stahlbehälter, einer so genannten Baubox, bewegt.

Anschließend wird es schichtweise, dem jeweiligen Bauteilquerschnitt entsprechend durch einen über die Kontur streichenden Laserstrahl aufgeschmolzen und so verbunden (Abb. 3 a). Die erhöhten Temperaturen im Prozessraum ermöglichen die Reduzierung der notwendigen Energie zum Aufschmelzen mit dem Laser. Die einzelnen Schritte werden so lange wiederholt, bis das Bauteil fertig in dem Pulverblock vorliegt.

Nach Abkühlen des Baubehälters werden die Bauteile vom umgebenden losen Pulver befreit. Die Qualität der Bauteiloberfläche hängt vom verwendeten Pulver ab. Normalerweise kommen Partikel mit einem Mittelkorn von ca. 50 µm zum Einsatz, d. h. es

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Laser Laser Laser Laser

Technik

Baubox/Box Baubox/Box

Extrudierdüse/ Extrudierdüse/ Extrusion Extrusion nozzle nozzle Extrudierdüse/ Extrudierdüse/ Extrusion Extrusion nozzle nozzle

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Bauplattform/Platform Bauplattform/Platform a

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Stützstrukturen/ Stützstrukturen/ Supporting structures Supporting structures Stützstrukturen/ Stützstrukturen/ Supporting structures Supporting structures

c Bauplattform/Platform Bauplattform/Platform

Tintenstrahldruckkopf/ Tintenstrahldruckkopf/ Inkjet printhead Inkjet printhead Tintenstrahldruckkopf/ Tintenstrahldruckkopf/ Inkjet printhead Inkjet printhead 3 b

entstehen poröse Oberflächen von geringer Rauheit. Es lassen sich sowohl Metalle wie Aluminium, rostfreie Stähle oder Titan als auch Kunststoffe, meist Polyamid 11 oder 12, verarbeiten. Die Materialeigenschaften sind mit denen konventionell verarbeiteter Werkstoffe vergleichbar. Übli­cherweise sind die Bauteile aufgrund des Thermomanagements der Maschinen nicht wesentlich größer als ein Achtel Kubikmeter. Eingesetzt wird dieses Verfahren hauptsächlich für die Einzelstück- oder Kleinserienfertigung hochwertiger und hochbelasteter Anlagenteile im Maschinenbau.

• Fused-Deposition-Modeling und Contourcrafting Zentrales Element bei diesem Verfahren ist eine meist beheizte Extrudierdüse, durch die plastifizierbares Baumaterial strangförmig gepresst wird (Abb. 3 c). Die Bewegung der Düse erfolgt relativ zur Bauplattform.

Dabei wird, wie bei den oben beschriebenen Verfahren, ein Schnittbild des Bauteils durch Abfahren der Kontur und Schraffieren des Innenbereichs aufgebracht. »Überhänge« sind auch bei diesem Verfahren durch Stützstrukturen abzufangen. Diese werden oft von einer zweiten Düse unter Verwendung eines anderen Materials aufgebracht.

Durch die Düse können unterschiedliche Materialien wie beispielweise Kunststoffe, Wachse, Betonpasten oder Keramikpasten gepresst werden. Am üblichsten sind auf­ geschmolzene Kunststoffe wie ABS, Polycarbonat oder Polylactide. Nach dem Bauprozess wird das Bauteil von der Bauplattform gelöst und die Stützstruktur entfernt, je nach Material durch Ausbrechen oder Auswaschen.

Eine Variante ist das »Contourcrafting«, bei dem eine verstellbare Wandung das aus der Düse gepresste, noch nicht feste Material an der freien Ausbreitung hindert. Diese Wandung besteht aus parallelen Platten, die um die Düse gedreht werden können. Dies ermöglicht beispielsweise, schnell abbindenden Beton zu senkrechten Wänden zu formen. Das beschriebene Verfahren erzeugt, verglichen mit den oben genannten

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Verfahren, geringe Detailauflösungen und Oberflächengüten. Die Volumenleistung ist erst bei sehr großen Düsen als hoch einzuordnen. Die Festigkeit entspricht in der Schichtebene dem Basiskunststoff, in Richtung der Schichtung ist sie wesentlich schwächer. Zur Fertigung stehen bereits Bauräume von mehr als zehn Kubikmetern zur Verfügung.

• 3D-Druck mit Tintenstrahldruckkopf Der Einsatz einer flüssigen Tinte und deren flächiger Auftrag sind eng verwandt mit dem Drucken auf Papier. Ein Tintenstrahldruckkopf mit meist vielen tausend Düsen wird im Gegensatz zu den oben beschriebenen Verfahren nicht entlang einer Kontur geführt, sondern überstreicht das Baufeld mäanderförmig (Abb. 3 b). Dabei werden die matrixförmig angeordneten Düsen entsprechend der Kontur angesteuert. Die Tinte wird erst nach Verlassen des Druckkopfs fest, beispielsweise durch eine von UV-Licht angeregte Polymerisation. Nicht pulverbasierte Verfahren drucken Stützkonstruktionen und Bauteil jeweils mit anderen Materialien – ähnlich wie es beim Fused-Deposition-Modeling nötig ist.

Bei pulverbasierten Verfahren wird ähnlich wie beim Lasersintern zunächst Pulver aus unterschiedlichsten Materialien voll­ flächig verteilt. Dieses wird dann durch das schichtweise Aufdrucken der Tinte verklebt und der Vorgang solange wiederholt, bis das Bauteil fertig gestellt ist. Der Entpackvorgang ist vergleichbar mit dem jeweils oben beschriebenen Vorgehen. Auch bei diesen Techniken sind hohe Auflösungen möglich.

Pulverbasierte Verfahren sind durch die Korngröße des Materials eingeschränkt, die nicht beliebig reduziert werden kann. Durch die vielen Düsen sind sehr große Volumenleistungen möglich. Die Festigkeit ist bei pulverbasierten Verfahren im Allgemeinen gering. Sie kann durch ein nachfolgendes Einbringen von 2K-Kunstharzen gesteigert werden. Der Bauraum der derzeit größten Produktionsmaschine umfasst acht Kubikmeter.

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Verfahrenskosten im 3D-Druck Die Gesamtkosten für 3D-Druckverfahren umfassen die Kosten für Maschinen, Material sowie Handarbeit, die hauptsächlich beim Entpackvorgang auftritt. Die Stereolithographie und das Lasersintern liegen am oberen Ende der Skala, im Bauwesen betragen die Kosten bei beiden Verfahren für ein Volumen von einem Kubikmeter über 30 000 €.

Beim pulverbasierten 3D-Drucken im Werkstoff Sand liegen sie dagegen nur bei ca.

3000 €/m3. Noch günstiger ist, je nach Material, das FDM-Verfahren mit Kosten unter 2000 €/m3. Je nach Verfahren lassen sich die zur Verfügung stehenden Bauräume mehr oder weniger gut ausnutzen. Ein Beispiel zur besseren Veranschaulichung: Es sollen Fassadenelemente mit einer Fläche von 1 m² und Ornamenten mit 10 cm Tiefe erzeugt werden. Pro Kubikmeter können ca. zehn Elemente erstellt werden. Damit würde der Quadratmeter Fassadenfläche mit Lasersintern 3000 € kosten, mit pulverbasiertem 3D-Druck 300 € und mit FDM 200 €.

Anwendungsbeispiele In der Anwendung wird unterschieden ­zwischem dem direkten Einsatz des 3D-­ gedruckten Werkstücks und der indirekten ­Erzeugung des Zielbauteils über 3D-gedruckte Werkzeuge.

Vom Ausdrucken von Gebäudemodellen für Präsentationszwecke auf 3D-Druckmaschinen machen bereits viele Architekten Gebrauch, bislang hauptsächlich in Form von einfarbig weißen Modellen. Eine Besonderheit beim pulverbasierten 3D-Druck ist der Ausdruck in Farbe (Abb. 2). Einer größeren Verbreitung in Entwurfsprozessen stehen allerdings derzeit noch hohe Kosten und das Fehlen einer komfortablen Datenaufbereitung entgegen.

Das oben beschriebene Verfahren SLS kann Bauteile mit hoher Auflösung und ausgezeichneten Festigkeitswerten erzeugen, wie beispielsweise für gesinterte Profile als Muster für Kunststofffenster oder Armaturen.

Eine weitere Fertigungstechnik ist das vom italienischen Ingenieur Enrico Dini entwickelte Verfahren »D-Shape«, das erstmalig

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Jahresübersicht / Abbildungsnachweis / Impressum

∂ Zeitschrift für Architektur + Baudetail

∂ 2015 6 Analog und Digital Analogue and Digital ∂ 2015 7/8 Massive Bauten

Solid Forms of Construction ∂ 2015 9 Detail Konzept: Wohnen

Detail Konzept: Housing ∂ 2015 10 Bauen mit Stahl

Steel Construction ∂ 2015 11 Sanierung Refurbishment

Verlag: Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, Hackerbrücke 6, 80335 München Tel. (089) 38 16 20-0, Fax (089) 38 16 20-66 Internet: http:// www.detail.de

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